内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗培训课件.ppt

内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,目 录,凋亡（apoptosis）血管新生（angiogenesis）内皮细胞凋亡与抗血管新生治疗,2,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,目 录凋亡（apoptosis）2内皮细胞凋亡和抗血管新生,apoptosis,概述凋亡过程与调控发生机制凋亡与疾病,3,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,apoptosis概述3内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,(一)细胞凋亡(apoptosis),第一节 概述,由体内外因素触发细胞内预存的死亡 程序而导致的细胞死亡过程。,apo- ptosis,离开,落下,PCD（programmed cell death）,4,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,(一)细胞凋亡(apoptosis)第一节 概述由体内外,一 .细胞凋亡的研究历史,1.凋亡概念的形成和形态学的研究(1972） 1972年Kerr等在英国癌症杂志发表论文，首次提出细胞凋亡(apoptosis)的概念。宣告了对细胞凋亡的真正探索的开始。2DNA的降解和内源性核酸内切酶的参与 (1987）3. 蛋白质水解酶活化的研究(1995)4.细胞膜的变化(1997)5.线粒体的变化和分子生物学的研究(1998-) 1) 相关基因及调控 2）信号转导 3）各种分子及其相互作用及相互关系 4）疾病机制的阐明，以及新疗法的探索及问世。,5,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,一 .细胞凋亡的研究历史1.凋亡概念的形成和形态学的研究(,二. 概念 细胞凋亡是能量依赖的细胞内死亡程序活化而致的细胞自杀，由基因控制的细胞自主有序的主动死亡过程。 细胞程序性死亡（programmed cell death，PCD） PCD最初是1956年发育生物学中提出的概念，是个功能性概念，强调的是其分子生物学和生理功能，一般指生理性细胞死亡。描述在一个多细胞生物体中某些细胞死亡是个体发育中的一个预定的，并受到严格程序控制的正常组成部分。 细胞凋亡与坏死的区别,6,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,二. 概念 6内,Programmed Cell Death in Eukaryotes,7,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,Programmed Cell Death in Eukar,(二)细胞凋亡与坏死的区别,8,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,(二)细胞凋亡与坏死的区别坏死,apoptosis,概 述,确保胚胎发生、器官发育，调节细胞群体,维持内环境稳定,发挥积极的防御功能,凋亡的生理意义,凋亡的病理意义,器官功能障碍 恶性肿瘤发生,(三) 凋亡的意义,9,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,apoptosis概 述 确保胚胎发生、器官发育，调节细胞,apoptosis,概述凋亡过程与调控发生机制凋亡与疾病,10,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,apoptosis概述10内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,第二节 细胞凋亡的过程与调控,一、凋亡过程,二、凋亡时细胞的主要变化,三、凋亡的调控,11,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,第二节 细胞凋亡的过程与调控一、凋亡过程二、凋亡时细胞的主,apoptosis,凋亡过程与调控,一 、凋亡过程可大致分成4个阶段,凋亡信号转导,凋亡基因激活,凋亡的执行,凋亡细胞的清除,12,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,apoptosis凋亡过程与调控一 、凋亡过程可大致分成4个,凋亡诱导因素,受体,cAMPCa2+神经酰胺,（第二信使）,胞内信号转导途径,激活凋亡程序,死亡信号,启动预定程序,凋亡相关基因激活酶合成,核酸内切酶激活Caspases激活,DNA切割细胞解体,凋亡,13,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,信号转导凋亡诱导因素受体cAMP（第二信使）胞内信号转导途径,apoptosis,生化改变,凋亡过程与调控,二、凋亡时细胞的主要变化,形态学改变,14,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,apoptosis生化改变凋亡过程与调控二、凋亡时细胞的主要,apoptosis,（一）凋亡时细胞的形态学改变,凋亡过程与调控,细胞变圆微绒毛消失胞质浓缩空泡化,凋亡小体,初期：,核染色质高度浓缩凝集在核周边,边集细胞体积缩小,中期：,胞膜内陷出芽,浓缩核裂解膜自行分割,致死前期可逆期,致死期 不可逆期,原期：,邻近的上皮细胞、M、瘤细胞等吞噬凋亡小体,15,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,apoptosis（一）凋亡时细胞的形态学改变凋亡过程与调控,（二）细胞凋亡的生化改变,apoptosis,凋亡过程与调控,1DNA的片段化,核酸内切酶切割核小体，形成180200bp 或成倍数的几个核小体长短的DNA片段,细胞凋亡DNA的片段化,16,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,（二）细胞凋亡的生化改变apoptosis凋亡过程与调控1,2和凋亡有关的两个酶DNaseCaspases,Ca2+ 、 Mg2+Zn2 +,内源性,促凋亡,灭活细胞凋亡的抑制物（bcl-2）水解细胞的蛋白质结构在凋亡级联反应中水解相关活性蛋白,17,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,2和凋亡有关的两个酶Ca2+ 、 Mg2+内源性促凋亡灭活,Caspases种类及其底物,新名称 旧 名 底 物Caspase-1 ICE Pro-IL-1,PKC-,actin,pro-cas1,3Caspase-2 ICH-1 ?Caspase-3 CPP32/Yama/apopain PARP,Pro-cas6,9,DNA- PKcs,U1-70kDCaspase-4 ICErel-/ICH-2 Pro-IL-1，Pro-cas1Caspase-5 ICErel- ?Caspase-6 Mch2 PARP,B1/B2,CCaspase-7 Mch3ICE-LAP3/CMH1 PARPCaspase-8 FLICE/MACH/Mch5 PARPCaspase-9 ICE-LAP6/Mch6 PARP Caspase-10 Mch4 Pro-cas3,7,PARP: poly(ADP-Ribose) polymerase,此表摘自 T1B5，1997，7：111,18,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,Caspases种类及其底物新名称,apoptosis,凋亡过程与调控,信号,TNF相关蛋白,存活因素缺失化疗药物发育信号,Caspases活化因子,死亡受体,细胞色素C释放,Apaf-1,FADD,起始Caspase,效应Caspase,Caspase-3（-6，-7）,Caspase8（-10）,Caspase-9,执行凋亡（裂解凋亡调控因子，裂解看家蛋白，DNA断裂）,Caspases的活化与级联反应,19,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,apoptosis凋亡过程与调控信号TNF相关蛋白存活因素缺,apoptosis,凋亡相关基因,三、凋亡的调控,凋亡的调控,凋亡相关因素,凋亡信号的转导,20,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,apoptosis凋亡相关基因三、凋亡的调控凋亡的调控凋亡相,apoptosis,细胞因子：IL-2，神经生长因子， IL-6, IL-4,凋亡的调控,（一）凋亡相关因素,诱导性因素：,激素和生长因子失衡: 过多或过少,理化因素：射线、高温、强酸、强碱，抗癌药,免疫性因素：,微生物学因素：细菌、病毒、毒素,抑制性因素：,某些激素: ACTH，性激素，CSFs，NGF,某些癌基因或细胞凋亡相关基因:,21,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,apoptosis细胞因子：IL-2，神经生长因子， IL-,诱导因子 细胞类型,T细胞抗原受体 胸腺细胞Fas/Apo激活 胸腺细胞及其它细胞TNF- 各种细胞细胞毒性T细胞溶解 受感染细胞糖皮质激素 淋巴细胞DNA损伤 各种细胞谷氨酸 神经细胞转化生长因子（TGF1） 肝细胞细菌感染 巨噬细胞,诱导凋亡的因素,22,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,诱导因子,抑制凋亡的因素,细胞生长因子 细胞类型各种细胞因子 造血原始干细胞 IL-2 T淋巴细胞 抗原 B细胞 IL-5 嗜酸性粒细胞神经生长因子（NGF） 神经元血小板源性生长因子（PDGF） 胶质细胞雌激素，黄体酮 乳腺，子宫平滑肌雄激素 前列腺血清 表达c-myc的纤维 母细胞,23,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,抑制凋亡的因素细胞生长因子,apoptosis,（二）凋亡信号的转导,凋亡的调控,多途性：同一凋亡诱导因素可通过多条信号转导途 径触发凋亡,多样性：不同种类的细胞有不同的信号转导系统,偶联性：死亡信号的转导系统与细胞增殖、分化过程 中的信号转导系统在某些环节上有交叉、偶联,同一性：不同的凋亡诱导因素可通过同一信号转导 途径触发凋亡,凋亡诱导因素,凋亡信号转导,死亡程序激活,apoptosis,特点：,24,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,apoptosis（二）凋亡信号的转导凋亡的调控多途性：同一,凋亡的信号转导,1. 胞内Ca2+信号系统,激活钙依赖的谷氨酰胺转移酶活化核转录因子，触发凋亡,2. cAMP/PKA信号系统,cAMP依赖的PKA激活，靶蛋白残基磷酸化，蛋白功能改变,3. Fas/FasL信号系统,Fas是跨膜蛋白，为TNF受体家族，与T细胞上的FasL结合，启动凋亡,25,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,凋亡的信号转导1. 胞内Ca2+信号系统激活钙依赖的谷氨,Fas诱发凋亡的方式：,Fas配体 Fas蛋白,+,神经鞘磷脂酶(SMase),神经鞘磷脂 (SM),神经酰胺(CER),蛋白激酶,DNA断裂细胞凋亡,抗Fas抗体或TNF与Fas蛋白结合,ICE样的Caspase,组蛋白降解 染色体松弛DNA链舒展酶切位点暴露,Fas蛋白激活,Ca2+信号系统 传递死亡信息,26,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,Fas诱发凋亡的方式：Fas配体 Fas蛋白 +神经鞘磷脂,凋亡的信号转导,4. 神经酰胺（CER ）信号系统,神经鞘磷脂（SM）,神经酰胺（第二信使）,电离辐射TNF-Fas抗原GC,apoptosis,PLA2,SMase,丝苏氨酸激酶 (EGFR),丝苏氨酸磷酸酶(CAPP),PKC,底物,抑制增生,各种细胞反应,诱导NFkB下调c-myc表达环氧酶,机制,27,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,凋亡的信号转导4. 神经酰胺（CER ）信号系统神经鞘磷,神经酰胺,水解,鞘氨醇,激酶,1 磷酸 鞘氨醇（SPP）,细胞增殖抗凋亡,转录因子（AP-1）,S期运转所需基因转录,28,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,神经酰胺 水解鞘氨醇激酶1 磷酸 鞘氨醇细胞增殖,5. 二酰甘油PKC信号系统,凋亡的信号转导,磷脂酰肌醇磷脂酰胆碱,PLC,二酰甘油（第二信使）,PKC1,apoptosis,生长因子受体,PTK,Gs,Gi,TCR,PLC,PIP2,IP3,Ca2+,DG,PKC,核内拓扑异构酶磷酸化,DNA损伤,凋亡,离子通道,G蛋白磷酸化,cAMP增加,凋亡,29,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,5. 二酰甘油PKC信号系统凋亡的信号转导磷脂酰肌醇PL,6. 酪氨酸蛋白激酶(PTK)信号系统,凋亡的信号转导,生长因子（NGF，EGF）,细胞因子（IL-3 ）,PTK,靶蛋白上的 酪氨酸磷酸化,ras,raf-1,MAPKK,MAPK,靶蛋白磷酸化,细胞分化,生长因子或 细胞因子撤除,apoptosis,30,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,6. 酪氨酸蛋白激酶(PTK)信号系统凋亡的信号转导生长,凋亡的信号转导,31,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,凋亡的信号转导31内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,（三）凋亡相关基因,细胞,生存,抑凋亡,凋亡,促凋亡,BaxICEwtP53,EIBIAPBcl-2,32,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,（三）凋亡相关基因细胞生存抑凋亡凋亡促凋亡BaxEIB32内,1. Bcl-2,抗凋亡,能阻抑多种凋亡诱导因素引发的细胞凋亡,机制：,直接抗氧化,抑制线粒体释放促凋亡蛋白质,抑制促凋亡性调节蛋白Bax,Bak的细胞毒作用,抑制caspases的激活,维持细胞钙稳态,33,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,1. Bcl-2抗凋亡能阻抑多种凋亡诱导因素引发的细胞凋亡,2. P53,促凋亡,wt P53,突变P53,功能：,在细胞周期的G1期发挥检查点的作用,启动DNA的修复机制,启动凋亡机制,分子警察,细胞受损,P53表达,P16 P27表达,CDK抑制,RbE2F,G1,S,Myc jun fos,34,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,2. P53促凋亡wt P53突变P53功能：在细胞周期,3. C-myc Bcl-x,C-myc,一种癌基因,诱导细胞增殖,有生长因子,诱导细胞凋亡,无生长因子,（转录调节因子）,机制：,诱导凋亡的功能区与促进细胞转化，自身调节区是同一个区域。,C-myc表达,信号,细胞增殖,第二信号,细胞凋亡,MAX1(P21),2(p22),MAD/MAX,35,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,3. C-myc Bcl-x C-myc 一,Bcl-x,Bcl-XL,抑制细胞凋亡,Bcl-Xs,促进细胞凋亡,（与bcl-2同源）,（与bcl-2同源的氨基酸少，抑制）,36,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,Bcl-x Bcl-XL抑制细胞凋亡 Bcl-Xs促进细胞,apoptosis,概述凋亡过程与调控发生机制凋亡与疾病,37,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,apoptosis概述37内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,apoptosis,第三节 发生机制,一、氧化损伤（自由基的作用）,1、引起DNA损伤，可激活P53基因 。2、引起DNA损伤可活化多聚ADP核糖合成酶，引起NAD 快速耗竭，ATP大量消耗，引发细胞凋亡。3、引发脂质过氧化反应，直接造成细胞膜损伤可诱导细胞 凋亡，不饱和脂肪酸的过氧化产物促凋亡。4、激活核酸内切酶，膜发泡。5、引起细胞膜通透性增高（ Ca 2+内流增加）和线粒体膜 损伤6、活化核转录因子，可加速凋亡相关基因的表达。,机制：,38,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,apoptosis第三节 发生机制一、氧,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗培训课件,apoptosis,三、线粒体损伤,发生机制,凋亡诱导因素,线粒体跨膜电位,线粒体膜通透性增加,细胞凋亡的启动因子释放CytC,Apaf, AIF等释放,增强caspase3的水解活性,活化Dnase,激活Caspases,细胞凋亡,通透性转换孔（PTP）开放,核基因编码的膜间蛋白,快速,40,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,apoptosis三、线粒体损伤发生机制凋亡诱导因素线粒体跨,apoptosis,概述凋亡过程与调控发生机制凋亡与疾病,41,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,apoptosis概述41内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,apoptosis,不足与过度并存：动脉粥样硬化 (内皮凋亡过度, 平滑肌细胞增殖 凋亡),第四节 凋亡与疾病,凋亡失调,过度：心肌缺血、心力衰竭、神经元退 行性疾病（老年痴呆症）、病毒 感染等,不足：肿瘤、自身免疫病,42,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,apoptosis不足与过度并存：动脉粥样硬化第四节 凋亡,一、细胞凋亡不足,（一）肿瘤,Bcl-2基因表达增加,P53异常（突变，缺失）,基因转染,（二）自身免疫病,胚胎期,各种组织器官,成熟,识别自身抗原的淋巴细胞,凋亡,凋亡不足,攻击自身组织,43,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,一、细胞凋亡不足（一）肿瘤Bcl-2基因表达增加P53异常（,二、细胞凋亡过度,（一）心血管疾病,1心肌缺血再灌注损伤,机制：,氧化应激,缺血缺氧使心肌细胞死亡受体上调，Fas/FasL配体信号系统激活,缺氧增加P53基因的转录，启动凋亡,44,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,二、细胞凋亡过度（一）心血管疾病1心肌缺血再灌注损伤机制：,2. 心力衰竭,机制：,氧化应激,压力或容量负荷过度,神经内分泌失调（交感神经，RAAS，TNF，IL-2，NO）,缺血缺氧,正常心肌凋亡指数,0.2%-0.4%,心衰时,35.5%,45,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,2. 心力衰竭机制：氧化应激压力或容量负荷过度神经内分泌失,（二）神经退行性疾病,以特定神经元进行性丧失为病理特征的疾病,AD，alzhemers disease,PD，Parkinsons disease,多发性硬化症,机制：,氧自由基增加，神经元内钙增多，与淀粉样蛋白合成有关的基因激活，使神经元内 淀粉样蛋白增加,46,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,（二）神经退行性疾病以特定神经元进行性丧失为病理特征的疾病A,（三）病毒感染,HIV,感染HIV的宿主细胞膜上表达一种gp120糖蛋白， 与CD4淋巴细胞表面的受体结合，触发凋亡,2. 感染HIV的CD4细胞逐步融合成合胞体或多核巨细胞， 易发生凋亡,3. Fas基因表达上调，使CD4细胞对Fas介导的细胞凋亡敏感性增加，易发生凋亡,4. T细胞激活 ，与凋亡有共同的信号传递系统，缺乏足够的细胞生长因子时，引起凋亡,5. 细胞因子分泌，TNF，与TNF受体（死亡受体）结合，启动凋亡，或产生氧自由基,47,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,（三）病毒感染HIV感染HIV的宿主细胞膜上表达一种gp12,受感染的细胞产生tat蛋白，透过细胞膜，使CD4+细胞 内氧自由基生成增多，增强Fas抗原表达，细胞对凋亡 的易感性升高,7. 受感染的CD4+淋巴细胞作为效应细胞，诱导未受感染的CD4+淋巴细胞凋亡,8. HIV和诱导B细胞，CD8+淋巴细胞，巨噬细胞凋亡,意义：,终止病毒复制和表达,48,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,受感染的细胞产生tat蛋白，透过细胞膜，使CD4+细胞7.,三、细胞凋亡不足与过度,动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）,血浆中,LDL（氧化型）升高,血小板激活,Ang,高血压,内皮细胞凋亡,凋亡率：34,正常凋亡率：8,血管,血管平滑肌增生超过凋亡,49,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,三、细胞凋亡不足与过度动脉粥样硬化（atherosclero,第五节 细胞凋亡在疾病防治中的意义,合理利用凋亡相关因素,凋亡不足的疾病,诱导凋亡,肿瘤促凋亡的研究,凋亡过度的疾病,抑制凋亡,钙拮抗剂抗氧化剂生长因子,50,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,第五节 细胞凋亡在疾病防治中的意义合理利用凋亡相关因素凋亡不,干预凋亡信号转导,Fas/FasL,1，磷酸鞘氨醇（SPP）,凋亡相关基因,促凋亡,抗凋亡,P53,Bcl-2,促凋亡,抗凋亡,51,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,干预凋亡信号转导Fas/FasL1，磷酸鞘氨醇（SPP）凋亡,控制凋亡相关酶,核酸内切酶,caspases,防止线粒体跨膜电位的下降,环胞霉素A,52,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,控制凋亡相关酶核酸内切酶caspases防止线粒体跨膜电位的,53,内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,53内皮细胞凋亡和抗血管新生治疗,