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细胞凋亡在缺血性神经细元损伤中的分子机制昆明医学院2006级神经内科硕士研究生吴永忠学号2006187脑缺血致细胞凋亡的生化级联反应脑缺血糖、氧减少，能量衰竭谷氨酸释放膜去极化谷氨酸受体激活钙超载线粒体损害蛋白磷酸化蛋白分解脂质分解NOS活性增高过氧化基因表膜受体和离子细胞骨架膜破坏炎症介质达改变通道改变蛋白破坏caspase激活大量自由基膜血管功能紊乱蛋白合成膜、脂质、DNA氧化损害细胞凋亡细胞凋亡的四个阶段•凋亡信号转导•凋亡基因激活•细胞凋亡的执行•凋亡细胞清除神经细胞凋亡介导途径•细胞凋亡的介导途径1.线粒体介导的细胞凋亡途径线粒体膜通透性损伤、外膜破裂、跨膜电位下降、线粒体渗透性转导孔（MPT）开发，细胞色素C被释放到胞质中、激活Caspase-9，后者再激活Caspase-3，引起级联反应。2.死亡受体介导的细胞凋亡途径细胞内外的许多信号刺激导致相应配体结合死亡受体如Fas、TNFR等，胞外跨膜的死亡配体结合靶细胞上的相应受体(TNF-R1、Fas和DRs)后，启动凋亡级联反应。神经细胞凋亡的分子机理（一）•与细胞增殖有关的原癌基因和抑癌基都参于对细胞凋亡的凋控。其中研究较多的有bcl-2c-myc、p53、Ice、Fas/APO-1等。•一、p53其产物为肿瘤抑制蛋白，过量表达，可终止细胞周期、抑制细胞增殖，介导细胞凋亡；并能降低内源性BCL－2蛋白表达和抑制其功能，并可提高细胞内Bax蛋白的表达，使BCL－2/Bax蛋白比例改变，促进细胞凋亡神经细胞凋亡的分子机理（二）•二、bcl•bcl-2细胞凋亡抑制基因，名称来源于B细胞淋巴瘤/白血病-2(B-celllymphoma/Leukemia-2，bcl-2)。•bcl-2能够编码bcl-2α（26KD）和bcl-2β（22KD）两种蛋白质，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。•分为两类，一类抗凋亡的如：bcl-2,bcl-w,bcl-xl,bcl-1，bcl-2；另一类促进凋亡，如：bax,bak,bad,bid,bim。•大多数bcl存在胞质中，线粒体上的PT孔开启，便向线粒体中转位，激活caspase，导致细胞凋亡神经细胞凋亡的分子机理（三）•三、fas•fas又称作APO-1，属TNF受体和NGF受体家族。•fas基因编码产物为分子量45KD的跨膜蛋白。•Fas蛋白与Fas配体组成Fas系统，与接头蛋白、Caspase-8前体结合，启动caspase的级联反应导致靶细胞走向凋亡。神经细胞凋亡的分子机理（四）•四、ICE蛋白酶家族•ICE又称为Caspase，caspase基因编码合成的蛋白属于半胱氨酸蛋白水解酶，能选择性降解蛋白质，包括细胞结构的基质蛋白、DNA修复有关的酶、信号蛋白、转录调控蛋白、周期蛋白等。•Caspase-8致caspase级联反应，激活Caspase-3、6、7。•caspase－3基因是多种凋亡途径的共同下游效应部分，可降解脱氧核糖酸酶（CAD）的调节蛋白，释放出CAD，CAD进入细胞核，在核小体连接部位降解DNA。神经细胞凋亡的其他相关因素•NO在缺血性脑损伤有双重性作用，缺血早期有保护作用，晚期有神经毒作用。再灌注损伤导致一氧化氮合酶(iNOS)mRNA表达增加，促进抑癌基因P53的表达，增加cGMP和神经酰氨的含量，诱导线粒体通透性变化，促进细胞凋亡。•细胞色素C释入胞质(cytochromeC，CytC)可激活“死亡基因”Caspase一3，并促进DNA片段化。凋亡因子的级联反应Fas与配子形成三聚体caspase8，9激活线粒体损伤cycCBaxSMACPro-caspase活化Caspase3,6,7活化骨架蛋白破坏、DNA片断化