第九版病理生理学第十章细胞信号转导异常与疾病考点剖析

第九版病理生理学第十章细胞信号转导异常与疾病考点剖析内容提要：笔者以王建枝主编的病理生理学第九版教材为蓝本，结合40余年的病理生理学教学经验，编写了第九版病理生理学各章必考的考点剖析，共二十章。本章为第十章细胞信号转导异常与疾病。本章考点剖析有重点难点、名词解释（4）、简述题（14）、填空题（4）。适用于本科及高职高专临床、口腔、医学、高护、助产等专业等学生学习病理生理学使用，也适用于临床执业医师、执业助理医师考试人员及研究生考试人员使用。目录第十章细胞信号转导异常与疾病第一节概述第二节细胞信号转导异常的机制第三节细胞信号转导异常与疾病第四节细胞信号转导异常相关疾病防治的病理生理基础重点难点掌握：细胞信号转导的概念、细胞信号转导异常的发生机制。熟悉：细胞信号转导的基本过程及调节；细胞信号转导不同环节的异常与疾病的关系。了解：细胞信号转导调控与疾病防治的病理生理基础。一、名词解释（4）1、细胞信号转导：是指细胞通过位于胞膜或胞内的受体感受胞外信息分子的刺激，经复杂的细胞内信号转导系统的转换而影响其生物学功能的过程。2、G蛋白：指可与鸟嘌呤核苷酸可逆性结合的蛋白质家族3、细胞增殖周期：是指增殖细胞从上一次分裂结束到下一次分裂终了的间隔时间。4、细胞凋亡：是指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。二、简述题（14）1、G蛋白偶联受体介导的细胞信号转导有哪些途径？答：该信号转导途径通过配体作用于G蛋白偶联受体(GPCR)实现。GPCR配体包括多种激素(去甲肾上腺素、抗利尿激素、促甲状腺激素释放激素等)、神经递质和神经肽、趋化因子以及光、气味等，它们在细胞生长、分化、代谢和组织器官的功能调控中发挥重要作用。此外，GPCR还介导多种药物，如B肾上腺素受体阻断剂、组胺拮抗剂、抗胆碱能药物、阿片制剂等的作用。2、酪氨酸蛋白激酶受体介导的细胞信号转导有哪些途径？答：受体酪氨酸蛋白激酶(RPTK)配体以生长因子为代表，主要有表皮生长因子、血小板源生长因子、血管内皮细胞生长因子等，与生长、分化、免疫、肿瘤等有密切关系。转导途径有（1）经Ras蛋白激活丝裂原活化蛋白激酶。（2）经PLCr激活蛋白激酶C。（3）经磷脂酰肌醇-3激酶激活蛋白激酶B，从而引发相应的生物学效应。3、简述糖皮质激素受体介导的细胞信号转导途径。答：糖皮质激素受体位于胞质，与热休克蛋白结合存在。配体与受体结合使热休克蛋白与受体解离，激活的受体二聚化并移入核内，与DNA上的激素反应元件相结合或其他转录因子相互作用，增强或抑制基因的转录。4、试从细胞信号转导角度阐述霍乱的发病机制。答：霍乱是受体后转导通路异常所致，其发生机制是，霍乱弧菌通过分泌活性极强的外毒素一霍乱毒素选择性催化小肠粘膜上皮细胞中的Gs(G蛋白亚家族)亚基的精氨酸201核糖化，导致Gs的GTP酶活性丧失，不能将结合的GTP水解成GDP，从而使Gs处于不可逆性激活状态，不断刺激AC(腺苷酸环化酶)生成环磷腺苷(cAMP)，胞质中cAMP含量增加至正常100倍以上，导致小肠上皮细胞膜蛋白构型改变，大量氯离子、钠离子和水分子持续转运入肠腔，引起严重的腹泻和脱水，患者可因循环衰竭而死亡。5、试述导致恶性肿瘤细胞过度增殖的信号转导异常。答：绝大多数癌基因表达产物都是细胞信号转导系统中的重要分子，调控细胞的生存和死亡，从多过环节干扰细胞信号转导过程，导致细胞过度增殖、异常分化和凋亡减少，从而导致肿瘤发生。主要从以下几个方面促进细胞增殖的信号转导过强而导致肿瘤发生。(1)表达生长因子样物质生成增多，以自分泌或旁分泌方式刺激细胞增殖。(2)表达生长因子受体类蛋白物质，通过模拟生长因子的功能受体起到促增殖的作用，其表达量与肿瘤的生长速度密切相关。(3)表达蛋白激酶类物质，癌基因可通过编码非受体PTK或丝/苏氨酸激酶类物质影响细胞信号转导过程。(4)表达信号转导分子类蛋白变异的Ras与GDP解离速度增加或GTP酶活性降低，均可导致Ras持续活化，促增殖信号增强而发生肿瘤。(5)表达核内核蛋白类物质，某些癌基因的表达产物位于核内，能与DNA结合，具有直接调节转录活性的转录因子样作用。6、试从细胞信号转导水平阐明肢端肥大症和巨人症的发病机制。答：在垂体腺瘤中，信号转导障碍的关键环节是Gs过度激活导致的下丘脑的生长素释放激素(GHRH)和生长抑素对生长激素(GH)分泌的调节失衡。GH的过度分泌，可刺激骨骼过度生长，在成人引起肢端肥大症，在儿童引起巨人症。7、试分析正常细胞周期的自身调控，包括细胞周期驱动力量和抑制力量。答：细胞周期的自身调控主要靠细跑周期驱动力量(周期蛋白和周期蛋白依赖性激酶)、抑制力量和检查点等协同作用而实现。（1）周期蛋白(cyelin)：为细胞周期运转的驱动力量之一。Cyelin作为调节亚基，需与催化亚基周期蛋白依赖性激酶(eclin-dependentkinaseCDK)结合形成复合物,激活相应CDK和加强CDK对特定底物的作用,驱动周期前行。（2）周期蛋白依赖性激酶(CDK)为细胞周期运转的驱动力量之一,其自身并不能与底物反应,发挥磷酸化作用。只有当cyclin浓度升高达到阈值时,为CDK提供足量的调节亚基形成eyelin/CDK复合体;通过相互作用使CDK分子中的活化部位磷酸化和抑制部位去磷酸化面使CDK部分活化，然后再经CDK活化激酶(CDK-activaingkinase,CAK)的作用,CDK分子中活化部位氨基酸残基进一步磷酸化,CDK才被完全活化。（3）CDK抑制因子(CKI)CKI是特异抑制CDK的蛋白,包括Ink4和Kip家族。①hnk4(inhib-itorsos[kinase4)家族，抑制cylinD/CDK4或cyclinD/CDK6复合物的形成和活性。②Kip(kinaseinhibitoryprolein,Kip)家族,可广谱抑制CDK活性。（4）细胞周期检查点：细胞周期检查点是细胞周期中的一套保证DNA复制和染色体分配质量的检查机制。它由探测器传感器和效应器三部分组成,分别负责检查质量、传递信号、中断细胞周期并启动修复机制等功能,是一类负反馈调节机制。当细胞周期进程中出现异常事件,如DNA损伤或DNA复制受阻时,这类调节机制就被激活,及时地中断细胞周期的运行，待细胞修复或故障排除后,细胞周期才能恢复运转。8、试述细胞周期的主要检查点及其功能。答：根据检查点在细胞周期中的时间顺序,可将其分为G1期检查点、5期检查点、G2及M期检查点。各检查点所处位置和功能各异,其中DNA损伤检查点和DNA复制检查点备受关注。如:①当位于CI/S交界处的DNA损伤检查点探测和获得DNA受损信号,则由效应器中断细胞周期进程,将细胞阻滞在G1期,并启动DNA修复，以保证DNA的质;p53为DNA损伤检查点的主要分子,当DNA损伤时,p53可使细胞停滞在G1期进行修复,减少携帶损伤DNA细胞的增殖。②位于S/G2交界处的DNA复制检查点,当DNA复制量不足时细胞将阻滞在s期,以保证DNA的量,使细胞周期精确和有序进行。由此可见细胞周期检查点功能障碍,将使细胞增殖的质和量异常,甚至促进或导致疾病。9、试分析恶性肿瘤细胞增殖的变化及其发生机制。答：(1)Cyclin过表达:肿瘤发生与细胞周期驱动力量crolin(主要是cyelinD、E)过表达有关。研究表明,人乳腺病细胞或组织中erelinE呈高表达;在B细胞淋巴瘤、乳腺癌、胃肠癌、甲状旁腺癌和食管癌细胞或组织中eyelinDI呈过表达。(2)CDK增多:多种癌细胞或组织CDK常呈过表达，且与肿瘤发生、发展转移和浸润等相关。如在小细胞肺癌、鳞癌和不同分化胃癌组织CDK1呈过表达,并与胃癌发生中早期分子事件相关;在CI/S期过表达的CDK4可使Rb磷酸化,并与F2F分离而解除Rb对细胞生长的负调控,导致宫颈癌等。(3)CKT表达不足和突变:CKT通过直接特异抑制CDK活性，影响细跑周期运转。在多种肿瘤细胞或组织中呈现CK1表达不足或突变,包括InK4和Kip失活或(和)含虽减少。(4)检查点功能障碍:细胞周期主要的检查点是DNA损伤和复制检查点，分别位于G1/S和G2/M交界处,当其探测到DNA损伤或DNA复制量异常时,即可終止细跑周期进程,可见在检查点的正确调控下细胞周期得以精确和有序地进行。10、试比较细胞凋亡与坏死的差异。11、试述细胞凋亡调控的两条经典信号转导通路。答:死亡受体和线粒体介导的信号转导通路为细胞凋亡调控的两条经典信号转导通路,在细胞凋亡中发挥重要作用。(1)死亡受体介导的凋亡通路：细胞外许多信号分子可以与细胞表面的死亡受体结合,激活细胞凋亡信号通路。死亡受体属于肿瘤坏死因子受体超家族,在传递特异性的死亡配体如Fas配体和TNF-a等启动的信号中占有重要地位。(2)线粒体介导的凋亡通路：即死亡受体非依赖的凋亡通路,是细胞凋亡信号转导途径中较重要的途径之一。该通路主要涉及位于线粒体内促凋亡蛋白的异位，也有实验结果提及涉及CED-4/CED-3样“凋亡体”的参与。许多调亡诱导信号如射线、化疗药和氧化应激及钙稳态失衡等可作用于线粒体膜,使其跨膜电位明显下降和膜转换孔开放,导致线粒体膜通透性增高,促使线粒体内凋亡启动因子释放至胞质，导致细跑凋亡。12、试举例说明细胞凋亡相关基因、相关酶及其具体作用。答:细胞凋亡相关基因：（1）Bcl-2家族：Bcl-2抗凋亡机制包括:①直接抗氧化;②抑制线粒体释放促凋亡蛋白;③抑制Bax和Bak的促凋亡作用;④抑制凋亡相关酶caspases激活;⑤维持细胞钙稳态。（2）p53：野生型p53蛋白具有诱导细胞凋亡及抑制细胞增殖的作用。（3）其他：癌基因c-myc编码的蛋白具有双向调节作用。细胞凋亡调控相关的酶：（1）半胱天冬酶：在细胞凋亡过程中半胱天冬酶可发挥多种功能，包括:①)灭活凋亡抑制蛋白。②直接作用于细胞结构并使之解体。③分解与细胞骨架构成相关的蛋白。④瓦解核结构成核碎片等。（2）内源性核酸内切酶：活化的内源性核酸内切酶可作用于核小体连接区，使DNA断裂成核小体倍数大小即180~200bp或其整倍数长度的片段,这些片段在琼脂糖凝胶电泳中可呈特征性的“梯状”条带,这是判断凋亡发生的特征性生化指标。（3）其他。13、试分析细胞凋亡变化在肿瘤发生发展中的作业及其相关机制。答:肿瘤细胞凋亡不足的相关机制涉及多方面。（1）凋亡调控相关信号的异常：包括促凋亡(如TNF和Fus)和抑调亡信号(如EGF)的异常。（2）凋亡诱导相关信号转导通路的障碍：包括死亡受体和线粒体介导的相关信号转导通路异常，最常见的是Fas信号转导通路的异常。（3）凋亡实施相关基因表达的异常：包括抑凋亡基因和促凋亡基因的异常,其中Bcl-2和p53备受关注。（4）凋亡执行相关酶活性的异常：包括caspase和核酸内切酶等活性异常。如多种癌组织和细胞caspase酶活性的降低,且细胞凋亡减少。14、试分析HIV感染对CD4十淋巴细胞凋亡的影响及其相关机制。答:AIDS(也称艾滋病)是由人类免疫缺陷病毒感染而引发的一种传染性疾病,其关键的发病机制是CD4+淋巴细胞被选择性的过度破坏,以致CD4+淋巴细胞数显著减少而导致相关免疫功能缺陷。CD4+淋巴细胞减少与凋亡密切相关,HIV感染的CD4+淋巴细胞凋亡过度的相关机制涉及以下多方面:（1）HIV外膜糖蛋白的作用：HIV进入靶细胞需要病毒外膜糖蛋白与细胞表面的CD4+糖蛋白和趋化因子受体的序列之间的相互作用。病毒外膜糖蛋白通过与淋巴细胞的CD4+分子结合和相互作用，激活线粒体介导的通路诱导细胞凋亡。（2）Fas基因表达的上调：HIV感染可引起CD4+淋巴细胞的Fas基因表达上调,激活Fas介导的信号通路诱导细胞凋亡。（3）细胞因子分泌增多：受HIV感染的巨噬细胞等可分泌多种细胞因子,其中TNF、IL-4及IL-10增多可诱导宿主细胞凋亡。（4）Tat蛋白的产生增多：受HIV感染的CD4+淋巴细胞可产生反式激活蛋白,后者可自由通过细胞膜进人CD4+淋巴细胞诱导细胞产生氧自由基,增强Fas表