细胞凋亡信号通路详细资料与总结
细胞凋亡信号途径
细胞凋亡的意义 ：
细胞凋亡普遍存在于生物界，既发生于生理状态下， 也发生于病理状态下。
细胞凋亡对胚胎发育及形态发生（morphogenesis）、 组织内正常细胞群的稳定、机体的防御和免疫反应、 疾病或中毒时引起的细胞损伤、老化、肿瘤的发生进 展起着重要作用，并具有潜在的治疗意义，至今仍是 生物医学研究的热点。
Cellular targets
Caspase 3
dATP
Apaf -1 Procaspase 9
dATP
Apaf -1 Caspase 9 apoptosome
Cytochrome c
Hengartner, M.O. 2000. Nature. 407:770.
Green, D. and Kroemer, G. 1998. Trends Cell Biol. 8:267.
FLIP----细胞型Fas相关死亡域样白介素1β转换酶抑制蛋白(celluar Fas-associated death domain-like
IL-1 beta converting enzyme inhibitory protein,c细-FL胞IP)凋亡的信号途径
Fas 受体途径
Two central, and partly connected, pathways for inducing programmed cell death -
细胞凋亡的信号途径
内源受体途径(线粒体途径)
Intrinsic pathway (general model)
Prosurvival Bcl proteins maintain outer mitochondrial membrane (OMM) integrity (presumably by keeping Bak oligomers from forming).
细胞凋亡信号通路的分子机制
细胞凋亡信号通路的分子机制细胞凋亡是一种广泛存在于生物体中的程序性死亡现象。
细胞凋亡发生于各种生物过程中，具有凋亡的细胞可迅速和无痛苦地被身体摆脱避免产生炎症反应和自身免疫。
细胞凋亡是一种复杂的多环节生物行为，对于了解人类疾病的发病机制和治疗方案等具有重要意义。
细胞凋亡信号通路是调控细胞凋亡的重要机制，其中包括两条信号通路: 线粒体通路和死亡受体通路。
线粒体通路是在胞质外的压力刺激下，线粒体释放细胞内酶出来，侵袭细胞核然后触发细胞凋亡。
其中，细胞凋亡激酶(caspase) 是不可或缺的，是控制凋亡的关键酶。
线粒体膜通透性转换蛋白(Bcl-2家族) 是调控线粒体膜完整性的一类基因，包括反应史上第一个被发现的抑制凋亡基因 Bcl-2 和在调节凋亡中起作用的调节凋亡基因 (Bax)、墓碑蛋白 (Bad)、Bim 和诱导凋亡的 T-细胞产生抑制因子 (IAPs) 等。
死亡受体通路是依靠死亡受体家族及其相关蛋白介导的细胞凋亡通路。
TNF 受体家族 (TNFR) 中，包括 TNFR1 和 Fas(CD95/APO-1) 等死亡受体，通过与其相关的TNF-α、FasL 和TRAIL 进行配体结合，再通过其五种高度相互调节的信号通路，刺激及中介细胞内调节家族的调节因子激活，导致 caspase 活性、氧化应激、线粒体膜通透性等发生改变，从而使细胞凋亡。
细胞凋亡和存活之间的平衡是涉及细胞凋亡的调节，包含了一些因子的调节，其中包括蛋白激酶 A (PKA)、p53、骨钙素相关肽基因相关肽 (CGRP)、TNF-α 和口罩相关蛋白 (CFRP) 等。
p53 在许多细胞类型中发挥着重要作用，其调控了数百个基因，其中包括非细胞凋亡基因如 p21 和 Gadd45，以及与细胞凋亡有关的基因如 Bax、Fas/APO-1、PUMA 和 NOXA 等。
总的来说，细胞凋亡信号通路的分子机理非常复杂。
但是，通过探究细胞凋亡信号通路的分子机制，有利于了解许多疾病的发病机制和治疗方法，如肿瘤、免疫系统失调以及生殖障碍等。
干货细胞信号通路图解之细胞凋亡信号通路【珍藏版】
干货细胞信号通路图解之细胞凋亡信号通路【珍藏版】（1）通路综述：细胞凋亡是一种受调节的细胞自杀机制,通常表现为核浓缩、起皱、膜发泡以及DNA片段化。
Caspase家族属于半胱氨酸蛋白酶。
起始组Caspase包括caspase-2,-8,-9,-10,-11和-12,与促凋亡信号紧密相连，一旦激活，这些酶会切割并激活下游的效应组Caspase，包括Caspase-3,-6,-7。
效应 Caspase通过对细胞内蛋白特定的天冬氨酸残基位置处进行切割实现细胞的凋亡。
FasL和TNF对Fas和 TNFR的结合能够激活caspase-8和-10。
DNA损伤诱导PIDD 的表达，PIDD与RAIDD 和caspase-2结合并激活caspase-2。
受损线粒体中释放的细胞色素C与caspase-9的活化相关。
XIAP抑制Caspase-3,-7,-9。
线粒体释放多种促凋亡因子,如Smac/Diablo、AIF、HtrA2、EndoG，和细胞色素C。
Smac/Diablo与XIAP结合，解除XIAP对凋亡的抑制。
Caspase-11被病理的促发炎信号和促凋亡信号诱导表达并激活，它能促进Caspase-1的活化,Caspase-1直接作用于caspase-3以促进凋亡和炎症反应。
Caspase-12和-7在内质网应激的情况下被激活。
抗凋亡生长因子和细胞因子激活 Akt和 p90RSK。
Akt 直接磷酸化并抑制Bad蛋白和间接抑制Bim的表达，这是通过磷酸化并抑制Bim所需的转录因子Fox0实现的。
Fox0通过上调促凋亡因子如FasL和Bim促进调亡。
（2）细胞生存需要积极的抑制凋亡发生，一方面需要抑制促凋亡因子的表达，另一方面则需要表达一些抗凋亡因子。
PI3K 通路被许多生存因子活化，能够激活Akt，Akt是生存信号传导中一个重要的角色。
PTEN抑制PI3K通路。
活化的Akt抑制促凋亡Bcl-2家族成员Bad，Bax，caspase-9，GSK-3和Fox01。
细胞凋亡信号通路详细资料与总结
凋亡抑制剂
凋亡促进剂，与 BCL-2 和 BCL-XL 结合 线虫中的凋亡抑制剂，BCL-2 同源物 腺病毒凋亡抑制剂，与 Bax 和 Bak 结合
Bcl-2家族 引自Katja C. Zimmermann等2001
◆当 Caspase8 活化后，它一方面作用 Procaspase3，另一方面使Bid 裂解成 2 个片 段，其中含 BH3 结构域的 C-端片段被运送 到线粒体，与 Bcl-2/Bax 的 BH3 结构域形成 复合物，导致Cyt c释放。Cyt c 与胞质中 Ced4 同源物 Apaf-1（凋亡蛋白酶活化因子 apoptosis protease activating factor）结合并活 Apaf-1，活化的 Apaf-1 再活化Procaspase9， 最后引起细胞凋亡。
解 DNA。 –CAD 为caspase-activated Dnase（脱氧核苷酸酶），存在于胞质中。
细胞色素释 放引起的凋 亡（线粒体 凋亡通路）
死亡受体凋亡通路
fas 又称作 APO-1， TNFR（ 肿瘤坏死因子受体）和 NGF 受体家族。 1993 年人白细胞分型国际会议统一命名为 CD95。 Fas 蛋白（受体）与 Fas 配体组成 Fas 系统，二者的 结合导致靶细胞走向凋亡。
信号转导研究方法
• 免疫共沉淀 • 荧光共振能量转移（FRET） • 荧光漂白恢复 • 荧光相关光谱 • 免疫荧光显微技术 • 电镜显微技术
◆ bcl-2 蛋白，是膜的整合蛋白，主要存在于线粒体外膜、核膜及部分内质 网中。
◆ Bcl-2家族成员都含有1-4个Bcl-2同源结构域（BH1-4），并且通常羧基末 端有一穿膜的结构域 (transmembrane region，TM)。其中BH4是抗凋亡蛋 白所特有的结构域，BH3是与促进凋亡有关的结构域。
细胞凋亡的信号通路及其在疾病诊断中的应用
细胞凋亡的信号通路及其在疾病诊断中的应用细胞凋亡是细胞自我规律性死亡的一种形式，它在维持生命平衡和消除有害细胞中扮演着重要的角色。
许多生物分子和信号通路协同调控着细胞凋亡的发生和进程。
随着对细胞凋亡机理的逐步深入研究，凋亡途径在疾病的诊治中发挥着越来越重要的作用。
细胞凋亡的信号通路在细胞凋亡过程中，信号通路的作用至关重要。
细胞凋亡的信号通路分为内源性和外源性通路。
内源性通路，即线粒体死亡通路，发挥着转导细胞死亡信号的关键作用。
外源性通路，则是来自细胞外环境的死亡信号，它们可以通过特定受体激活下游的信号通路诱导细胞凋亡。
内源性通路的信号通路内源性通路中，caspase家族成员是最重要的效应因子。
caspase-9是线粒体信号通路的初始化酶，它通过与线粒体膜上的凋亡信号调节蛋白结合，激活downstream的程序性细胞死亡酶家族（如caspase-3），从而最终导致细胞死亡。
线粒体通路的几个重要的蛋白分子，如Bcl-2，BAX等，也在调节凋亡信号传递的过程中发挥着重要作用。
外源性通路的信号通路影响外部通路信号转导的因素包括死亡受体（如TNFR和FasR）、转录因子（如p53）。
TNF-α是一种刺激细胞外受体的细胞因子，它与其受体结合后，激活了一系列的信号传导，导致细胞的凋亡。
Fas受体则是负责介导免疫细胞与肿瘤细胞间的相互作用，其中Fas-FasL信号的调节与淋巴细胞凋亡相关。
细胞凋亡在疾病诊断中的应用细胞凋亡是生命过程中的一部分，在正常的生理情况下，凋亡维持着生物体的健康。
但在某些疾病状态下，细胞凋亡会出现异常，或者过度或不足地发生，从而在一个人体系内诱发一系列复杂的疾病。
因此，研究细胞凋亡的分子机制，对于疾病的预防与治疗是非常重要的。
肿瘤诊断肿瘤发生的历程涉及到一系列的细胞凋亡相关蛋白，当其中一个通路发生异常时，会引起癌症的发生与发展。
因此，肿瘤治疗的研究一直致力于寻找细胞凋亡通路的干预方法，以期达到控制肿瘤的疗效。
介导细胞凋亡的信号通路
如何辩证的看待细胞凋亡的意义， 以及研究细胞凋亡的信号通路的 前景，你能说一说吗？
一、死亡受体的信号途径
• 参与死亡受体信号转导的接头蛋白： （死亡结构 域蛋白death domain protein）
• TRADD：TNF受体相关死亡结构域蛋白 • TNF+TNFRI（死亡结构域）+ TRADD—细胞凋亡 • FADD：Fas相关死亡结构域蛋白 • FasL+Fas （死亡结构域） +FADD —细胞凋亡 • RIP：受体相互作用蛋白 • CRADD：含有死亡结构域的caspase和RIP接头蛋白 • MADD：活化MAP激酶的死亡结构域蛋白
传递和能量代谢，细胞凋亡。 2、释放DPF（death promoting factor）
即死亡促进因子。 3、释放氧自由基 4、线粒体膜渗透性改变，线粒体内高渗
状态细胞骨架蛋白受压→凋亡
知识拓展：细胞凋亡与人类疾病
• 细胞凋亡受抑制有关的疾病 • 恶性肿瘤:滤泡性淋巴瘤、乳腺癌、等白血病 • 自身免疫性疾病：系统性红斑狼疮、肾炎 • 病毒感染性疾病：腺病毒病、庖疹病毒病 • 细胞凋亡增多有关的疾病 • 艾滋病： • 神经变性性疾病：早老性迟呆、帕金森病、小
DNA片状
电泳呈“梯”状条带
凋亡小体
无
有
基因调控
二、 细胞凋亡的生物学特征
1、形态学特征：
空泡化
固缩
出芽
边集
凋亡小体
凋亡时细胞的形态学改变
2、生化特征：
⑴胞浆内Ca2+浓度升高。 ⑵DNA内切酶活性被激活升高，双链DNA在 核小体之间切断形成10~185bp为基数的有序 片段。
细胞信号通路和细胞凋亡的调控机制
细胞信号通路和细胞凋亡的调控机制在细胞生物学中，细胞信号通路和细胞凋亡是非常重要的概念。
细胞信号通路是指一些分子和细胞的相互作用，通过这些相互作用，信息从细胞内部传递到细胞外部。
细胞凋亡是细胞的自我死亡，这是维持生命健康的一个重要过程。
掌握细胞信号通路和细胞凋亡的调控机制对于了解人体的生命健康、疾病预防和治疗有重要意义。
一、细胞信号通路的分类细胞信号通路可以根据信号分子的分类进行分类。
根据信号分子分为神经递质信号、内分泌信号和直接细胞相互作用信号。
细胞信号通路也可以分为激活型和抑制型的信号通路。
神经递质信号是神经元与神经元之间传递信息的方式。
它通过神经元释放神经递质，进而产生感觉、运动、情感等复杂的运作。
内分泌信号则是由内分泌腺分泌到体液中的信号分子。
一些荷尔蒙和细胞因子就属于内分泌信号。
直接细胞相互作用信号则是细胞表面的受体和配体的直接相互作用，信号分子直接进入细胞内部，改变细胞的代谢、增殖和分化。
激活型信号通路和抑制型信号通路的区别在于，激活型信号通路是指信号分子与受体结合后，其下游的分子会被激活，产生一些生物效应。
抑制型信号通路则是指信号分子与受体结合后，其下游分子的功能会被抑制，阻止生物效应的发生。
二、细胞凋亡的分类细胞凋亡可以分为几种分类：自发性凋亡、程序性凋亡、免疫性凋亡和非脱落性凋亡。
自发性凋亡是由于细胞在长期分裂或代谢过程中产生的基因突变或DNA 损害而引起的。
程序性凋亡是由一系列细胞因子调控的死亡程序引起的，包括线粒体途径和死亡受体途径。
免疫性凋亡是免疫系统识别细胞内部的异常，产生一些致死细胞因子杀死异常细胞的过程。
非脱落性凋亡是细胞因为受到外界环境的影响而引起的死亡过程。
三、细胞信号通路的调控机制细胞信号通路的调控机制涉及到信号分子、受体、信号转导分子和效应分子，还有一些输入信号和反馈机制的调控。
信号分子通过与受体结合，启动下游的信号传导，激活或抑制一些效应分子的产生。
受体的状态也会影响信号的传递，有些受体会调控下游信号的强度和持续时间。
细胞凋亡的信号通路分析与调控
细胞凋亡的信号通路分析与调控随着生物学研究的深入，细胞凋亡已经成为科学家们研究的热点之一。
细胞凋亡是一种非常重要的细胞死亡方式，它在正常生理过程与疾病发生过程中都具有至关重要的作用。
现今关于细胞凋亡的研究已经非常深入，信号通路与调控也在逐渐揭晓。
本篇文章将对细胞凋亡的信号通路分析与调控进行阐述。
一、什么是细胞凋亡？细胞凋亡（apoptosis）是指细胞有计划地按照天然程序而死亡的过程。
它是一种自我调节的过程，可以使人体在必要的时候淘汰损伤细胞、对抗毒素、避免细胞失控增殖等等。
而如果细胞凋亡的过程被抑制或者失控，就会导致许多疾病，如癌症、自身免疫病等。
二、细胞凋亡的信号通路细胞凋亡是一种复杂的过程，它需要多种信号通路共同发挥作用。
下面就让我们逐一介绍这些信号通路。
1. 线粒体途径线粒体途径是细胞凋亡的核心途径之一。
在这一途径中，粒体会释放一些蛋白质，如细胞色素c和凋亡诱导因子（Apaf-1）等物质，这些物质最终会导致半胱氨酸蛋白酶（caspase）的激活，从而诱导细胞凋亡。
2. 死亡受体途径死亡受体途径是细胞凋亡的另一条重要途径。
在这一途径中，细胞因子结合到细胞膜上的死亡受体，触发一系列下游反应。
这些反应最终会导致caspase的激活，诱导细胞凋亡。
3. 内源性途径内源性途径是细胞凋亡的第三个信号通路。
在这一途径中，细胞的内在因素，如DNA损伤和某些药物的作用等，会导致一系列后续反应，最终也会激活caspase，导致细胞凋亡。
三、细胞凋亡的调控细胞凋亡的调控是一个非常复杂的过程，它需要多种因素共同作用，以达到最好的效果。
下面我们就来介绍一下细胞凋亡的调控因素。
1. miRNAmiRNA是一类非编码的小RNA，它可以通过靶向调控基因表达来影响细胞凋亡过程。
比如，miRNA-21可以通过靶向PDCD4 mRNA，从而抑制细胞凋亡。
2. 蛋白质酶解细胞凋亡过程中，蛋白质酶解也扮演了非常重要的角色。
一些蛋白质，在被酶解之后，会导致细胞凋亡。
植物细胞凋亡信号转导通路
植物细胞凋亡信号转导通路植物细胞凋亡是一种重要的自毁程序，对于植物生长、发育和响应环境胁迫等过程具有关键作用。
细胞凋亡信号转导通路是调控植物细胞凋亡的关键机制。
本文将介绍植物细胞凋亡信号转导通路的研究进展。
一、引言细胞凋亡是一种由内部因素或外部刺激引起的程序性细胞死亡过程，与植物的发育、生长和逆境响应密切相关。
在过去的几十年中，研究人员对于植物细胞凋亡的机制有了较为全面的认识，揭示了一系列信号转导通路在植物细胞凋亡中的重要作用。
二、植物细胞凋亡的特点植物细胞凋亡与动物细胞凋亡有一定的差异。
植物细胞凋亡主要表现为细胞核和细胞质的形态学改变，膜的破裂和DNA降解等。
与此同时，植物细胞凋亡的信号转导通路也与动物细胞凋亡有所不同。
三、植物细胞凋亡信号转导通路植物细胞凋亡信号转导通路包括多个蛋白质分子、激酶和信号分子等，它们相互作用、协同调控，共同参与植物细胞凋亡的调控网络。
目前已经发现的凋亡信号转导通路主要有以下几个重要组成部分：1. 蛋白质激酶家族蛋白质激酶家族在植物细胞凋亡信号转导通路中起到重要作用。
其中，MAPK（Mitogen Activated Protein Kinase）家族是一个重要的调节因子，参与调控多个植物细胞凋亡过程。
2. 激素信号激素信号在调控植物细胞凋亡中也发挥着重要的作用。
例如，乙烯、脱落酸和水杨酸等激素通过信号传导通路调控植物细胞凋亡过程。
3. 可溶性蛋白质参与者可溶性蛋白质参与者在植物细胞凋亡信号转导通路中扮演着重要角色。
这些蛋白质通过与其他蛋白质的相互作用，参与植物细胞凋亡过程的调控。
四、植物细胞凋亡的调控网络植物细胞凋亡的调控网络是一个复杂的系统，包括多个通路和信号分子之间的相互作用和调控。
通过研究这些通路和信号分子的功能和相互关系，可以揭示植物细胞凋亡的调控机制，为植物的生长、发育和抗逆提供理论基础。
五、植物细胞凋亡研究的前景随着分子生物学和生物技术的发展，对于植物细胞凋亡的研究也得以迅速推进。
细胞凋亡摗概摝及调控相摙摗信号转导通路
《细胞凋亡的概念及调控相互信号转导通路》一、细胞凋亡的概念细胞凋亡，又称细胞自杀，是一种程序性逝去方式，它在生物体的正常生长和发育过程中起到非常重要的作用。
细胞凋亡可以帮助维持机体内部环境的稳态，排除异常细胞和受到损伤的细胞，对于维护生物体的稳态具有重要的意义。
在细胞凋亡的过程中，细胞内外发生了一系列的变化，如细胞核和细胞质的变性、细胞内吞和细胞质凝固等，这些变化将导致细胞最终逝去。
细胞凋亡是由一系列复杂的信号转导通路调控的，这些信号通路包括内源性和外源性信号通路，它们通过多种细胞因子、蛋白质激酶和受体等分子来调控细胞凋亡过程中的各种分子事件，最终调控细胞凋亡的发生。
在细胞凋亡的过程中，一些关键的细胞调控因子如Bcl-2家族蛋白、半胱氨酸蛋白酶家族、caspase家族等将参与到这些信号通路中，调控细胞的生死命运。
二、细胞凋亡的调控相互信号转导通路1. Bcl-2家族蛋白Bcl-2家族蛋白是一个重要的细胞凋亡调控因子家族，在这个家族中有许多具有调控细胞凋亡功能的成员。
Bcl-2和Bax是这个家族中最常见的成员，它们在细胞凋亡过程中构成一个动态平衡，调控细胞的生死命运。
Bcl-2与凋亡抑制有关，它可以保护细胞免受凋亡的影响；而Bax则与促进凋亡有关，它可以促进线粒体膜通透性的改变，从而引发凋亡的发生。
这两者之间的平衡关系将影响细胞凋亡的发生。
2. 半胱氨酸蛋白酶家族半胱氨酸蛋白酶家族是另一个重要的细胞凋亡调控因子家族，在细胞凋亡的过程中它们将发挥重要的调控作用。
这个家族中有许多重要的成员，如半胱氨酸蛋白酶-3（caspase-3）、半胱氨酸蛋白酶-9（caspase-9）等，它们在细胞凋亡的过程中发挥重要的调控作用。
在细胞凋亡的信号转导通路中，这些半胱氨酸蛋白酶家族成员将参与到一系列蛋白质的分解过程中，从而引发细胞凋亡的发生。
3. c-JUN N端激酶（JNK）JNK是一个与细胞凋亡密切相关的蛋白激酶，它在细胞凋亡的信号转导通路中发挥重要的调控作用。
高中生物细胞凋亡知识点总结
高中生物细胞凋亡知识点总结细胞凋亡是一种程序化的细胞死亡过程，对于多细胞生物体的发育、维持内环境稳定以及抵御外界病原侵害等方面起着至关重要的作用。
在高中生物课程中，细胞凋亡的知识点是理解生物体内复杂生理过程的基础之一。
以下是对高中生物课程中细胞凋亡相关知识点的总结。
# 细胞凋亡的定义细胞凋亡是生物体内细胞在特定信号的诱导下，通过一系列基因调控的程序性死亡过程。
这一过程是生物体内细胞数量和组织结构调控的重要机制，对于维持生物体的健康状态具有重要意义。
# 细胞凋亡的特点1. 程序性：细胞凋亡是一个有序的生物化学过程，涉及特定的基因表达和蛋白质的激活。
2. 生理性：与坏死不同，细胞凋亡是一种对生物体有益的生理现象，有助于去除多余或损伤的细胞。
3. 非炎症性：细胞凋亡过程中，细胞内容物被封装在凋亡小体中，避免了炎症反应的发生。
# 细胞凋亡的调控机制细胞凋亡的调控主要涉及两条主要信号通路：1. 内源性通路：由线粒体途径启动，涉及Bcl-2家族蛋白的调控。
2. 外源性通路：通过死亡受体（如Fas受体）激活，引发Caspase级联反应。
# 细胞凋亡的过程1. 信号识别：细胞接收到凋亡信号后，相应的受体或传感器被激活。
2. 执行者激活：Caspase家族蛋白酶被激活，作为细胞凋亡的主要执行者。
3. 细胞结构变化：细胞内部结构发生改变，如细胞核凝缩、细胞膜泡沫化等。
4. 凋亡小体形成：细胞内容物被打包成凋亡小体，等待被邻近的吞噬细胞清除。
5. 细胞碎片清除：凋亡小体被吞噬细胞如巨噬细胞吞噬，完成细胞的清除过程。
# 细胞凋亡的生物学意义1. 发育过程中的细胞淘汰：在生物体的发育过程中，细胞凋亡负责去除不再需要的细胞，如手指间蹼的消失。
2. 维持组织稳态：通过清除损伤或老化的细胞，细胞凋亡有助于维持组织的健康状态。
3. 免疫系统的调节：细胞凋亡对于淋巴细胞的成熟和选择至关重要，有助于维持免疫系统的平衡。
4. 抵御疾病：细胞凋亡可以消除潜在的癌变细胞，防止肿瘤的发生。
细胞凋亡及信号通路详解(收藏)
内质网主导的细胞凋亡1.细胞凋亡的概念2.细胞凋亡的分类2.1细胞凋亡的内部线粒体途径2.2细胞凋亡的内部内质网途径2.3细胞凋亡的外部死亡受体途径1.细胞凋亡的概念细胞凋亡是指机体在生理或病理条件下，为了维持自身内环境的稳态，通过基因调控使细胞产生主动、有序的死亡；同时伴随着一系列形态和生化方面的变化，包括核固缩、DNA片段化、细胞膜重塑和起泡、细胞皱缩、形成凋亡小体等，最后凋亡的细胞被巨噬细胞吞噬而消亡。
细胞凋亡是细胞为了更好地适应其内外环境而引发的死亡过程，它是一种正常的细胞死亡，涉及一系列基因的激活、表达及调控等。
在细胞凋亡整个过程中，质膜保持完整，细胞无内容物外溢，不引起炎症反应。
2.细胞凋亡的分类凋亡发生的途径分为内源性线粒体途径、内源性内质网途径、外源性死亡受体途径；或者某些条件下的granzyme B介导的凋亡过程。
2.1 细胞凋亡的内部线粒体途径细胞凋亡的内部线粒体途径：当细胞受到内部凋亡刺激因子作用，如癌基因的活化DNA损伤、细胞缺氧、细胞生长因子缺失等，可激活细胞内部线粒体凋亡途径，引起细胞凋亡；内部线粒体凋亡途径也可以被死亡配体所激活。
在该途径中，Bcl-2家族蛋白通过调节膜电位从而控制线粒体外膜通透性。
2.1.1Bcl-2家族Bcl-2家族蛋白是控制线粒体相关的凋亡因子释放的主要调节因子。
根据它们在细胞凋亡中的作用可分为两类：促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白，其中促凋亡蛋白还可以分为具有BH1-3结构域的蛋白和只具有BH3结构域的蛋白。
促凋亡蛋白成员中的Bak以及抗凋亡蛋白成员如Bcl-2，Bcl-xL等主要存在于线粒体膜上；其他成员如Bid、Bad主要存在于胞质中。
Bax一般存在于胞质中，当接收到凋亡信号时，Bax重新定位于线粒体表面，在线粒体表面构成跨线粒体膜的孔，导致膜电位降低，膜通透性增加，从而释放凋亡因子。
目前关于Bax、Bak的激活方式，存在两种假说：直接激活模式和间接激活模式。
细胞凋亡信号
细胞凋亡信号细胞凋亡，也被称为细胞自杀，是一种重要的细胞死亡程序。
细胞凋亡信号是触发细胞凋亡过程的信号分子和通路。
了解和研究细胞凋亡信号对于深入探索细胞生物学和开发抗癌治疗策略具有重要意义。
一、细胞凋亡的定义和特点细胞凋亡是一种正常的生理过程，其通过激活一系列信号通路，将受损、老化或异常细胞引导向死亡。
细胞凋亡与溶解性的细胞死亡方式相比，具有以下特点：1. 程序性：细胞凋亡是一种高度有序和规范的细胞死亡过程。
在凋亡过程中，细胞发生形态学和生物化学的改变，继而导致其死亡。
2. 维持组织稳态：细胞凋亡对于维持组织和器官的正常功能非常重要。
正常细胞会在一定程度上进行凋亡来维持组织的稳态和平衡。
3. 防止病变：细胞凋亡对于抗击病原微生物和肿瘤细胞等具有重要作用。
通过引导异常细胞向死亡，细胞凋亡可以防止疾病的发生和发展。
二、细胞凋亡信号通路细胞凋亡信号通路是一系列与细胞凋亡相关的信号分子和蛋白质。
这些信号分子可以被外源性或内源性的因素所激活，触发细胞凋亡过程。
一般而言，细胞凋亡信号通路包括以下几个关键步骤：1. 刺激：细胞凋亡信号的触发通常来自于外界环境的因素，如细胞因子的刺激、DNA损伤和细胞应激等。
2. 信号传导：一旦受到刺激，细胞凋亡信号将通过一系列信号传导通路迅速传递到细胞内。
这些通路包括细胞膜受体介导的通路、线粒体介导的通路和内质网介导的通路等。
3. 激活：细胞凋亡信号通路的激活将导致凋亡相关蛋白激活。
常见的激活蛋白包括半胱天冬酶家族的半胱天冬酶家族蛋白和Bcl-2家族的凋亡抑制蛋白等。
4. 执行：激活的凋亡相关蛋白将调节细胞内的一系列过程，如DNA的降解、细胞骨架的重组和细胞膜的破裂等。
三、影响细胞凋亡的因素细胞凋亡受到多种因素的调控，包括生理和病理因素。
以下是一些常见的影响细胞凋亡的因素：1. 细胞因子：多种细胞因子可以直接或间接地调控细胞凋亡。
例如，某些细胞因子可以通过激活细胞凋亡相关信号通路，促进细胞凋亡的进行。
细胞凋亡相关通路
细胞凋亡相关通路细胞凋亡是一种重要的生物学过程，它在维持正常组织结构和功能中起着关键作用。
细胞凋亡通常发生在细胞受到损伤、感染或发生异常增殖的情况下，以保证机体的稳态和健康。
本文将探讨细胞凋亡的相关通路及其调控机制。
细胞凋亡通路主要包括内源性和外源性通路。
内源性通路是由细胞内部因素引发的，而外源性通路则是由细胞外部因素触发的。
这两条通路最终会导致一系列信号传导和调节分子的激活，并引发细胞凋亡。
内源性通路主要包括线粒体途径和内质网途径。
线粒体途径是最常见的细胞凋亡通路，其起始因子是线粒体膜的破裂和细胞色素c的释放。
细胞色素c的释放会激活卡伯泊蛋白和细胞色素c-死亡蛋白1（Apaf-1）等蛋白，形成“调亡体”，进而激活半胱天冬酶家族的半胱天冬酶-3（Caspase-3），引发细胞凋亡。
内质网途径则是由内质网应激引发的，应激信号会导致内质网钙离子的释放和蛋白质折叠失调，从而激活Caspase-12，最终导致细胞凋亡。
外源性通路主要包括死亡受体途径和细胞毒素途径。
死亡受体途径是由死亡受体与其配体结合触发的，这些受体主要包括肿瘤坏死因子受体（TNFR）家族成员和Fas受体。
当配体与受体结合后，会激活Caspase家族的蛋白，最终导致细胞凋亡。
细胞毒素途径是由外源性毒素或药物引发的，这些毒素或药物会进入细胞后，直接或间接地激活Caspase蛋白，诱导细胞凋亡。
细胞凋亡的调控机制非常复杂，涉及到许多调控因子和调控分子。
这些调控因子和调控分子可以促进或抑制细胞凋亡的发生。
其中，Bcl-2家族蛋白是细胞凋亡调控中的重要因子之一。
Bcl-2家族蛋白包括抗凋亡蛋白和促凋亡蛋白，它们通过调节线粒体膜的通透性来影响线粒体途径的发生。
抗凋亡蛋白如Bcl-2和Bcl-xl可以抑制线粒体膜的破裂和细胞色素c的释放，从而抑制细胞凋亡。
而促凋亡蛋白如Bax和Bad则可以促进线粒体膜的破裂和细胞色素c的释放，引发细胞凋亡。
除了Bcl-2家族蛋白外，其他分子和途径也参与了细胞凋亡的调控。
细胞凋亡调控机制的信号通路
细胞凋亡调控机制的信号通路细胞凋亡是一种重要的细胞死亡方式，它在维持生物体内稳态和正常发育过程中起着关键作用。
细胞凋亡的调控机制涉及多个信号通路的相互作用，其中包括外部刺激、细胞内信号转导和细胞核DNA的损伤等。
本文将从这些不同的角度来探讨细胞凋亡调控机制的信号通路。
外部刺激是细胞凋亡调控的重要因素之一。
例如，细胞外环境的变化可以通过细胞膜上的受体激活细胞凋亡信号通路。
这些受体包括死亡受体家族（如TNFR家族）和细胞凋亡诱导配体（如FasL）。
当这些受体被配体结合后，会激活下游的信号分子，如半胱氨酸蛋白酶家族（如caspase家族）。
这些信号分子的激活将引发一系列的细胞凋亡反应，最终导致细胞死亡。
细胞内信号转导也是细胞凋亡调控的重要组成部分。
细胞内信号转导是指细胞内部的信号分子通过相互作用和调控来传递细胞凋亡的信号。
其中，线粒体信号通路是最为重要的一条。
在这个通路中，线粒体释放的细胞色素C可以结合凋亡蛋白激活因子（Apaf-1），形成凋亡体。
凋亡体进一步激活caspase-9，最终引发caspase级联反应，导致细胞凋亡。
此外，细胞核DNA的损伤也是细胞凋亡调控的重要因素之一。
DNA损伤可以通过细胞核内的信号分子传递细胞凋亡信号。
例如，DNA损伤会激活p53蛋白，p53蛋白进而激活Bax蛋白，促使线粒体释放细胞色素C，最终引发细胞凋亡。
此外，DNA损伤还可以激活PARP（聚合酶-1），PARP的激活会导致细胞能量耗竭和细胞死亡。
除了以上所述的信号通路，细胞凋亡的调控还涉及到一系列其他的信号分子和通路。
例如，细胞凋亡抑制蛋白（IAPs）家族在细胞凋亡调控中起到重要作用。
IAPs能够抑制caspase的活性，从而抑制细胞凋亡。
此外，细胞凋亡相关的信号通路还包括细胞凋亡抑制因子（如Bcl-2家族）和细胞凋亡诱导因子（如Bim家族）等。
细胞凋亡调控机制的信号通路是一个复杂而精密的系统。
在这个系统中，不同的信号通路相互作用，共同调控细胞凋亡的过程。
细胞凋亡的信号传导途径
细胞凋亡的信号传导途径细胞凋亡是细胞自我死亡的机制，是维持生物体内细胞动态平衡和清除异常细胞的关键过程。
在这个过程中，细胞通过特定的信号传导途径引发一系列的生化反应，最终导致细胞死亡。
细胞凋亡信号传导途径包括外在因子信号途径和内部因子信号途径两大类。
一、外在因子信号途径外在因子信号途径是一种通过细胞表面受体接受外部因子刺激来引发细胞凋亡的途径。
在这种途径中，死亡受体是细胞表面的膜蛋白，它们会识别环境中的信号分子，如TNF、Fas受体连接因子等，触发一系列酶耦联反应，最终导致细胞凋亡。
其中，最常见的是死亡受体依赖的信号途径。
死亡受体依赖的信号途径可以细分为两类：胞内死亡受体（DR）和胞外死亡受体（DR）途径。
胞内死亡受体途径的典型例子是Fas/FasL途径，通过Fas受体连接因子引发的酶耦联反应，激活半胱氨酸蛋白酶，从而引发线粒体凋亡途径，进而导致细胞凋亡。
胞外死亡受体途径典型例子是TNFR途径，这种途径特别适合细胞内外的信号分子进行相互作用，诱导多种形式的细胞死亡，如凋亡、坏死和坏死样细胞死亡等。
二、内部因子信号途径除了外在因子信号途径外，还存在一种细胞内部的信号途径，这种途径独立于外部因子刺激，通常通过细胞内外环境变化诱导的细胞死亡过程，被称为线粒体依赖的途径或内源性途径。
在这个过程中，线粒体充当了关键的角色。
它们不断地与外界环境发生交互作用，调节细胞代谢和凋亡过程。
在这个途径中，内质网钙离子释放是机体首先引发线粒体凋亡途径的主要原因之一。
特别是当内质网释放过多的钙离子，会激活几种直接或间接的凋亡蛋白酶，其中最重要的是半胱氨酸蛋白酶（Caspase-12）。
毒性药物、化学物质等也可以通过出现一定的细胞间隔时间来诱导凋亡，而且它们作用在普遍细胞核的某些区域或整个细胞核中，通过调节线粒体膜通透性、蛋白激酶活性、卡壳蛋白及磷脂酰肌醇的代谢等多种内部机制，引发细胞自我死亡。
三、信号途径的互相作用尽管外在因子信号途径和内部因子信号途径是两个独立的途径，但它们之间有广泛的交叉和相互作用。
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caspase 的抑制因子，称为 IAPs（inhibitors of
apoptosis proteins），属于一个庞大的蛋白家族。它们能通过
BIR 结构域（baculovirus IAP repeats domain）与 caspase 结合，
抑制其活性，如XIAP。
Bcl-2家族，结合抑制。
-----促进凋亡的（pro-apoptotic），如：Bax、Bak、Bad、Bid、Bim，在 促凋亡蛋白中还有一类仅含BH3结构，如Bid、Bad、PUMA。
BCL-2家族成员
基因产物 BCL-2 BCL-x BCL-w Bax Bak MCL-1 Bad Ced-9 E1B19K 功 能 凋亡抑制剂，可和 Bax 及 Bak 结合 其 L 型抑制凋亡，S 型促进凋亡，与 Bax 及 Bak 结合 凋亡抑制剂 凋亡促进剂，可与 BCL-2，BCL-XL，EIB19K 结合
末端有一穿膜的结构域 (transmembrane region，TM)。其中BH4是抗凋
亡蛋白所特有的结构域，BH3是与促进凋亡有关的结构域。 ◆根据功能和结构可将Bcl-2基因家族分为两类：
-----抗凋亡的（anti-apoptotic），如：Bcl-2、Bcl-xl、Bcl-w、Mcl-1；
生物信号转导
细胞凋亡信号通路
2011.5
生 物 信 号 转 导 主 要 教 学 内 容
教学内容 1、生物信号转导概论
讲授 6
合 计 6
2、受体及跨Βιβλιοθήκη 信号转换3、G蛋白耦联的信号传递通路 4、细胞内的信使物质――第二信使 5、蛋白激酶和蛋白磷酸酶
4
4 4 2
4
4 4 2
6、细胞周期调控信号途径
7、细胞凋亡信号通路 8、细胞信号转导与癌症
★启动者（initiator）：如 caspase-8、9，受到信号后，能通
过自剪接而激活，然后引起 caspase 级联反应，如 caspase-8 可 依次激活 caspase-3、6、7。
★执行者（executioner或effector）：如caspase-3、6、7，它们
可直接降解胞内的结构蛋白和功能蛋白，引起凋亡，但不能通 过自催化或自剪接的方式激活；
caspase-7（ICE-LAP3/Mch3/CMH-1）
底物 Pro-IL ； pro-caspase 3，7 PARP ； SREBP ； DFF ； DNA-PK
Lamin A ； keratin 18 PARP ； pro-caspase 6 ； DFF
caspase-8（FLICE/MACH/Mch5） caspase-9（ICE-LAP6/Mch6） caspase-10（Mch4/FLICE2） caspase-11（ICH3） PARP
p53
p53 是一种抑癌基因，其生物学功能是在G期监视 DNA的完整性。如有损伤，则抑制细胞增殖，直到 DNA修复完成。如果DNA不能被修复，则诱导其 调亡。
在依赖P53蛋白的细胞凋亡中，P53蛋白能特异地抑
制 Bcl-2 的表达，但对 Bax 的表达则有明显的促进
作用。在这些细胞中， P53蛋白的积累和活动引起
了细胞凋亡。
本章完
学习报告
• 以细胞凋亡通路为主要内容； • 内容不要求深度广度，只要说明某个问题/专题即 可；建议内容来源于科研文献。 • 学习笔记请标清楚日期、主题、关键词和参考文 献。 • 讲述自然精炼，能提出问题，也能回答问题； • 每人10min叙述＋回答问题。 • 学习报告内容及提问与答问记录、学习笔记作为 成绩评分依据。
• Fas 具有三个富含半胱氨酸的胞外区 和 一 个 称 为 死 亡 结 构 域 （ Death domain，DD）的胞内区。
• Fas 的配体 FasL（Fas ligand）与 Fas 结合后，Fas APO-1，属 TNF 肿瘤坏死因子受体和 fas 又称作三聚化使胞内的DD区构 象改变，然后与 NGF 受体家族。 接 头 蛋 白 FADD （ Fas-associated death domain ） 的 1993 年人白细胞分型国际会议统一命名为 CD95。 DD区结合，而后 FADD 的 N 端 DED 区 （ death effector domain） 就能 与 Fas 蛋白（受体）与 Fas 配体组成 Fas 系统，二者 Caspase-8（或-10）前体蛋白结合， 形 成 DISC (death-inducing signaling 的结合导致靶细胞走向凋亡。 complex )，引起caspase-8、10通过自 身剪激活，它们启动 caspase 的级联 反应，使caspase-3、-6、-7激活，这 几种Caspase可降解胞内结构蛋白和功 能蛋白，最终导致细胞凋亡。
caspase 超家族成员及其相应底物
名称及其别名 caspase-1（ICE） caspase-2（Nedd-2/ICH1） caspase-3（apopain/CPP32/Yama） caspase-4（Tx/ICH2/ICE rel-II） caspase-5（ICE rel-III/TY） caspase-6（Mch2）
★一条是通过线粒体释放凋亡酶激活因子
激活caspase
Caspase 家族与凋亡
1、Caspase家族 Caspase属于半胱氨酸蛋白酶，相当于线虫中的ced-3，这些蛋白酶是 引起细胞凋亡的关键酶，一旦被信号途径激活，能将细胞内的蛋白质降解， 使细胞不可逆的走向死亡。它们均有以下特点： ①酶活性依赖于半胱氨酸残基的亲核性； ②裂解靶蛋白位点是天冬氨酸残基后的肽键，所以命名为caspase （ Cysteine aspartic acid specific protease ），方便起见称之为凋亡酶； ③都是由两大、两小亚基组成的异四聚体，大、小亚基由同一基因编码， 前体被切割后产生两个活性亚基。
Bcl-2 家族
◆Bcl-2 是 一 种 原 癌 基 因 ， 名 称 来 源 于 B 细 胞 淋 巴 瘤 / 白 血 病 -2(B-cell lymphoma/Leukemia-2，bcl-2)。
◆ bcl-2 蛋白，是膜的整合蛋白，主要存在于线粒体外膜、核膜及部分内质
网中。 ◆ Bcl-2家族成员都含有1-4个Bcl-2同源结构域（BH1-4），并且通常羧基
2
4 4 2 2
2
4 4 2 2
9、植物生长发育的膜外调节信号转 导机制
10、细胞信号转导的研究方法
合 计
34
34
• • • • •
（1）Caspase蛋白 （2）线粒体凋亡通路 （3）死亡受体介导的凋亡通路 （4）p53蛋白 （5）Bcl-2家族蛋白
细胞凋亡的途径主要有两条
★一条是通过胞外信号激活细胞内的凋亡 酶caspase
细胞色素释 放引起的凋 亡（线粒体 凋亡通路）
死亡受体凋亡通路
fas 又称作 APO-1， TNFR（ 肿瘤坏死因子受体）和 NGF 受体家族。
1993 年人白细胞分型国际会议统一命名为 CD95。 Fas 蛋白（受体）与 Fas 配体组成 Fas 系统，二者
的结合导致靶细胞走向凋亡。
=TNF
作业
1、阅读p53信号转导图，用文字表述 图中所有信息。 2、自行查找一幅信号转导图（打印 附在作业纸上），表述图中主要信 息。
信号转导研究方法
• 免疫共沉淀 • 荧光共振能量转移（FRET） • 荧光漂白恢复 • 荧光相关光谱 • 免疫荧光显微技术 • 电镜显微技术
凋亡促进剂，亦可作抑制剂，可与 BCL-2，BCL-X 和 E1B19K 结合
凋亡抑制剂 凋亡促进剂，与 BCL-2 和 BCL-XL 结合 线虫中的凋亡抑制剂，BCL-2 同源物 腺病毒凋亡抑制剂，与 Bax 和 Bak 结合
Bcl-2家族 引自Katja C. Zimmermann等2001
◆当 Caspase8 活化后，它一方面作用
Procaspase3，另一方面使Bid 裂解成 2 个片
段，其中含 BH3 结构域的 C-端片段被运送
到线粒体，与 Bcl-2/Bax 的 BH3 结构域形成
复合物，导致Cyt c释放。Cyt c 与胞质中
Ced4 同源物 Apaf-1（凋亡蛋白酶活化因子
apoptosis protease activating factor）结合并 活Apaf-1，活化的 Apaf-1 再活化 Procaspase9，最后引起细胞凋亡。
Caspase 自身以非活化的 Procaspase存在，其激活依赖于其他的 Caspase 在它的天冬氨酸位点裂解活化或自身活化。 Caspase-8自剪切活化，激活 Caspase-3，Caspase-7成为凋亡的执行者。 Caspase-3 激活 Caspase-6。 Caspase 可降解结构蛋白、信号蛋白、转录调控蛋白、周期蛋白等等。 Caspase 还可降解CAD的调节蛋白，释放出CAD，CAD进入细胞核降 解 DNA。 –CAD 为caspase-activated Dnase（脱氧核苷酸酶），存在于胞质中。