第十九章细胞信息转导的分子机制
第十九章细胞信息转导的分子机制
一、A型选择题
1．不作用于质膜受体的信息物质是
A．乙酰胆碱B．谷氨酸C．表皮生长因子D．甲状腺素E．神经酰胺
2．能激活PKG的是
A．cAMP B．cGMP C．Ca2+D．DAG E．GTP 3．细胞膜受体的本质是
A．脂类B．糖类C．核酸D．多肽E．蛋白质
4．下列哪种物质能使蛋白质的酪氨酸残基发生磷酸化
A．PKA B．PKC C．生长激素受体D．类固醇激素受体E．糖皮质激素受体
5．PKA中的每个调节亚基可结合cAMP的分子数为
A．1个B．2个C．3个D．4个E．5个6．PKA所含的亚基数为
A．1个B．2个C．3个D．4个E．5个7．蛋白激酶的作用是使蛋白质或酶
A．磷酸化B．脱磷酸化C．水解D．激活E．失活8．通过膜受体起调节作用的激素是
A．性激素B．糖皮质激素C．甲状腺素D．肾上腺素E．活性维生素9．下列关于GTP结合蛋白(G蛋白)的叙述,错误的是
（2007年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题）
A．膜受体通过G蛋白与腺苷酸环化酶偶联
B．可催化GTP水解为GDP
C．霍乱毒素可使其失活
D．有三种亚基α、β、γ
E．G蛋白具有内源GTP酶活性
10．下列哪种酶激活后会直接引起cAMP浓度降低
（2006年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题）
A．蛋白激酶A B．蛋白激酶C C．磷酸二酯酶D．磷脂酶C E．蛋白激酶G
11．cAMP能别构激活下列哪种酶
（2005年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题）
A．磷脂酶A B．蛋白激酶A C．蛋白激酶C D．蛋白激酶G E．酪氨酸蛋白激酶
12．细胞膜内外正常Na+和K+浓度差的形成和维持是由于
（2004年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题）
A．膜安静时K+通透性大B．膜兴奋时Na+通透性增加
C．Na+易化扩散的结果D．膜上Na+泵的作用
E．膜上Ca2+泵的作用
13．直接影响细胞内cAMP含量的酶是
（2004年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题）
A．磷脂酶B．蛋白激酶A C．腺苷酸环化酶D．蛋白激酶C E．酪氨酸蛋白激酶
14．通过胞内受体发挥作用的激素是
（2003年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题）
A．肾上腺素B．甲状腺激素C．胰高血糖素
D．胰岛素E．促肾上腺皮质激素
15．G蛋白是指
（2002年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题）
A．蛋白激酶A B．鸟苷酸环化酶C．蛋白激酶G
D．Grb2结合蛋白E．鸟苷酸结合蛋白
16．可磷酸化蛋白质上酪氨酸残基的蛋白激酶是
（1997年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题）
A．蛋白激酶C B．依赖于cAMP的蛋白激酶
C．依赖于cGMP的蛋白激酶D．SrC蛋白激酶
E．磷酸化酶b激酶
17．调节机体各种机能的两大信息传递系统是
（1989年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题）
A．第一信号系统与第二信号系统B．第一信使与第二信使
C．cAMP与cGMP D．中枢神经系统与外周神经系统E．神经系统与内分泌系统
18．下列哪一物质不属于细胞间信息物质
A．神经递质B．生长因子C．激素
D．维生素E．局部化学介质
19．下列哪种物质不属于第二信使
A．cAMP B．Ca2+C．cGMP D．IP3E．乙酰胆碱20．下列哪项不是受体与配体结合的特点
A．高度专一性B．高度亲和力C．可饱和性D．不可逆性E．非共价键结合
21．下列哪种激素的受体属于胞内受体
A．肾上腺素B．甲状腺素C．胰岛素
D．促肾上腺素皮质激素E．胰高血糖素
22．关于G蛋白的叙述，下列哪项是错误的
A．在联系细胞受体与效应蛋白中起着重要作用
B．由α、β、γ三种亚基构成不均一三聚体
C．α亚基具GTP酶活性
D．β、γ亚基结合紧密
E．α亚基-GDP对效应蛋白有激活作用
23．蛋白激酶A与蛋白激酶C的共同之处是
A．酶分子由4条亚基组成B．调节亚基富含半胱氨酸
C．调节亚基有cAMP的结合位点D．均有10种同工酶
E．催化蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化
24．腺苷酸环化酶可由哪一种分子激活
A．GTP结合蛋白B．磷脂酶C．磷酸二酯酶
D．cAMP E．DG
25．1,4,5-三磷酸肌醇的作用是
A．在细胞内供能
B．是肌醇的活化形式
C．是多种肽类激素作用于膜受体后的第二信使
D．直接激活蛋白激酶C
E．细胞膜的结构成分
26．表皮生长因子可激活哪一种蛋白激酶
A．蛋白激酶A B．蛋白激酶C C．酪氨酸蛋白激酶D．Ca2+-CaM蛋白激酶E．以上都不是
27．可直接激活蛋白激酶C的是
A．cAMP B．cGMP C．IP3D．PIP2E．DAG
二、X型选择题
1．与发生细胞生物电有关的跨膜物质转运形式有
（2009年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题）
A．经载体易化扩散B．电压门控通道扩散C．化学依赖性通道转运D．原发性主动转运E．以上都是
2．细胞内信息传递中，能作为第二信使的有
（2009年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题）
A．cGMP B．cAMP C．DKG D．Ig3 E．Ca2+
3．与细胞生长、增殖和分化有关的信号转导途径主要有
（2008年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题）
A．cAMP-蛋白激酶途径B．cGMP-蛋白激酶途径
C．受体型TPK-Ras-MAPK途径D．JAK-STAT途径
E．PLC-IP3途径
4．细胞膜外表面糖链可作为
（2006年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题）
A．离子通道B．抗原决定簇
C．膜受体的可识别部分D．糖跨膜转运载体
E．胞内受体的可识别部分
5．参与细胞内信息传递的第二信使物质有
（1999年全国硕士研究生入学考试西医综合科目试题）
A．cAMP B．Ca2+C．DG（DAG）D．IP3E．CO2
6．疾病中细胞信号转导异常可发生于以下哪些环节
A．受体信号转导异常B．信息分子异常
C．细胞内信号转导异常D．G蛋白信号转导异常
E．以上答案都正确
7．非胰岛素依赖性糖尿病的发病机制涉及以下哪些环节
A．胰岛素受体合成减少B．胰岛素明显不足
C．胰岛素与受体的亲和力降低D．胰岛素受体后信息转导异常
E．胰岛素与受体的亲和力增强
8．G蛋白介导的信号转导途径有
A．鸟苷酸环化酶途径B．腺苷酸环化酶途径
C．磷脂酶途径D．酪氨酸蛋白激酶途径
E．丙氨酸-葡萄糖循环途径
9．位于核内的受体有
A．生长激素受体B．甲状腺素受体C．维生素D3
D．类固醇激素受体E．胰岛素受体
10．以下关于核受体的说法正确的是
A．核受体均位于核内
B．核受体以二聚体的形式或与其他蛋白质结合存在
C．本质上是配体调控的转录因子
D．活化的受体可与DNA上的HRE结合
E．促性腺激素受体属于核内的受体
11．针对受体消耗转导异常的治疗措施有
A．调整细胞外信息分子的水平B．应用受体抑制剂
C．应用受体激活剂D．基因治疗
E．以上都是
12．糖皮质激素作为免疫抑制剂广泛应用，其作用机制可能为
A．抑制NF-κB的活化B．增强I-κB基因的转录
C．阻止NF-κB与DNA上特定系列结合D．抑制I-κB的磷酸化
E．增强NF-κB的活化
三、填空题
1．G蛋白参与跨膜信号转换是靠自身的和状态来完成的。
2．作为信号分子IP3是通过调节胞质而传递信息的，其作用位点是。3．蛋白质磷酸化与去磷酸化分别由和催化完成。
四、名词解释
1．细胞信号转导
2．G蛋白
3．细胞受体
4．第二信使
5．钙调素
6．第一信使
7．双信号系统
五、简答题
1．扼要说明G蛋白的生理功能。
2．G蛋白偶联受体转导信号的基本模式。
六．问答题
1．简要说明细胞如何感受内外因子变化的刺激，并最终引发生理生化反应。
2．细胞间联络的三种方式。
3．信号在细胞内的转换和传递机制。
参考答案
一、A型选择题
12.D; 2.B; 3.C; 4.C; 5.B; 6.D; 7.A; 8.D; 9.C; 10.C;
11.B; 12.D; 13.C; 14.B; 15.E; 16.C; 17.E; 18.D; 19.E; 20.D;
21.B; 22.E; 23.E; 24.A; 25.C; 26.C; 27.E;
二、X型选择题
1.BCD;
2.ABCDE;
3.CD;
4.BC;
5.ABCD;
6.ABCDE;
7.ACD;
8.BC;
9.BCD; 10.BCD;
11.BCD; 12.AB;
三、填空题
1．活化、非活化
2．Ca2+浓度、细胞内的钙库
3．蛋白激酶、蛋白磷酸（酯）酶
四、名词解释
1．细胞信号转导：是指偶联胞外刺激信号(包括各种内、外源刺激信号)与其相应的生理反应之间的一系列分子反应机制。
2．G蛋白：全称为GTP结合调节蛋白。此类蛋白由于其生理活性有赖于三磷酸鸟苷（GTP）的结合以及具有GTP水解酶的活性而得名。在受体接受胞间信号分子到产生胞内信号分子之间往往要进行信号转换，通常认为是通过G蛋白偶联起来，故G蛋白又被称为偶联蛋白或信号转换蛋白。
3．细胞受体：只存在于细胞表面或亚细胞表面组分中的天然物质，可特异地识别并结合化学信号物质-配体，并在细胞内放大、传递信号，启动一系列生化反应，最终导致特定的细胞反应。
4．第二信使：又称次级信使，由胞外刺激信号激活或抑制的具有生理调节活性的细胞因子，植物中的第二信使主要是cAMP、钙离子、DAG和IP3。
5．钙调素：是最重要的多功能Ca2+信号受体，为单链的小分子酸性蛋白，具有4个Ca2+结合位点。当外界信号刺激引起胞内Ca2+浓度上升到一定阈值，Ca2+与CaM构象改变而活化CaM，后者与靶酶结合，使其活化引起生理反应。目前已知有十多种酶受Ca2+-CaM的调控。
6．第一信使：能引起胞内信号的胞间信号和环境刺激，亦称为初级信使。
7．双信号系统：是指肌醇磷脂信号系统，其最大的特点是胞外信号被膜受体接受后同
时产生两个胞内信号分子（IP3和DAG），分别激活两个信号传递途径，即IP3/Ca2+和DAG/PKC 途径，因此把这一信号系统称之为“双信号系统”。
五、简答题
1．答：G蛋白生理功能，主要是细胞膜受体与其所调节的相应生理过程之间的信号转导者，即将胞间信号转换为胞内信号。G蛋白的信号转导功能主要靠GTP的结合或水解而产生的变构作用：当其与受体结合而被激活时，G蛋白同时结合上GTP（形成受体-G蛋白-GTP复合体），进而触发效应器，把胞间信号转换为胞内信号；当GTP水解为GDP 时，G 蛋白便回到原初构像，失去转换信号的功能。
2．答：（1）配体与受体结合；
（2）受体活化G蛋白；
（3）G蛋白激活或抑制效应分子；
（4）效应分子改变第二信使的含量与分布；
（5）第二信使作用于相应的靶分子，使之构象改变，从而改变细胞的代谢过程及基因表达等功能。
六、问答题
1．答：（1）胞间信号的产生植物细胞感受内外环境因子变化的刺激后，能产生起传递信息作用的胞间信号，可分为物理信号（电波信号与水力学信号）和化学信号（内源激素与生长调节物质）。
（2）胞间信号的传递：由于胞间信号的产生位点与发挥效应的作用位点处在不同部位时，需要进行长距离传递。主要包括如下四种方式：电波信号的传递、水力学信号的传递、化学信号的维管束传递（如ABA）、化学信号的气相传递（如ETH），最终传递至作用部位—靶细胞。
（3）在靶细胞膜中信号的转换：目前认为，在靶细胞膜中存在着信号受体，这是一种能感受信号，与信号特异结合，并引发胞内产生刺激信号（即信号的转换）的蛋白质类活性物质，如钙调蛋白（CaM）、蛋白激酶C（PKC）等，在信号的转换过程中，起关键作用的是G蛋白，其过程是：当G蛋白与受体结合而被激活时，G蛋白同时结合上GTP（形成受体-G蛋白-GTP复合体），进而触发效应器，把胞间信号转换为胞内信号；当GTP水解为GDP 时，G蛋白回复到原初构象，失去转换信号的功能。
（4）胞内信号的转导：经G 蛋白介导之后可产生胞内信号（第二信使）有多种，目前研究较为深入的有：钙信号系统（Ca2+-CaM）、肌醇磷脂信号系统（如IP3和DAG）、环腺苷酸信号系统（cAMP），这些经转换而产生的且又放大的次级信号系统，即可直接引发生化生理反应。
（5）引起蛋白质磷酸化：在上述胞内信号系统的作用下，使某些关键酶（如蛋白激酶C PKC）发生磷酸化，甚至进而引起修饰作用或促发转录因子，最终引发生化生理反应。
2．答：（1）细胞间隙连接：是细胞间的直接通讯方式。相邻细胞间存在着连接蛋白构成的管道结构——连接子。
（2）膜表面分子接触通讯：细胞质膜的外表面存在的蛋白质或糖蛋白、蛋白聚糖分子作为细胞的触角，可以与相邻细胞的膜表面分子特异性的相互识别和相互作用，以达到功能上的相互协调。这种细胞通讯方式称为膜表面分子接触通讯。
（3）化学信号介导的通讯：多细胞生物与邻近细胞或相对较远距离的细胞之间的信息交流主要是由细胞所分泌的化学物质，如蛋白质或小分子有机化合物所完成的。这些分子称为化学信号。他们作用于周围或距离较远的其他种类细胞（靶分子），调节其功能，这种通讯方式称为化学通讯。是间接的细胞通讯，是细胞间的相互联系不再需要它们之间的直接接触，而是以化学信号介质进行调控。
3．答：信号分子与细胞表面受体结合后，细胞内各种分子的浓度、活性、位置均可以发生改变，从而将细胞外的信号转变为细胞内各种效应装置（代谢途径、基因转录、基因复制、细胞分裂等）可以识别的细胞内信号。
（1）第二信使的浓度或者细胞内的定位分布发生改变；
（2）信号转导分子的构象变化；
（3）蛋白分子的细胞内定位变化、蛋白分子的细胞内水平调节。
【细胞分子生物学】第六章 细胞周期及其调节
第六章细胞周期及其调节 细胞增殖(cell proliferation)与细胞生长分裂周期． 第一节细胞周期 一、细胞周期(cell cycle)：指亲代细胞分裂结束到子代细胞分裂结束所经历的过程，这个过程所需的时间称为细胞周期时间。 细胞周期由G1、S、G2和M期组成(G1、S和G2期又合称为分裂间期)。 G1(Gap1)期：DNA合成前期(复制前期)，从上次有丝分裂完成到DNA复制之前的阶段; S期：DNA复制期; G2期：合成后期，从DNA复制完成至有丝分裂开始; M期：有丝分裂(Mitosis)期，包括核分裂和胞质分裂． M期结束后形成两个新的子细胞。 注：①不同细胞的细胞周期时间不同，一般S+G2+M期较恒定，而G1期变化较大，因而它决定了细胞周期时间的长短； ②G1期细胞有三种可能的趋向：1)进入S期(即进入细胞周期)．2)处于静止期即Co期(在一定条件下可重新进入增殖周期)，3)分化、衰老、凋亡。 二、细胞周期中各时相的主要生化事件 细胞周期中每期都有其特殊功能，其中S期的DNA复制和M期细胞核的有丝分裂是细胞周期中2个最关键的过程： 1、G1期：为DNA复制作准备，G1早期合成各种RNA、结构蛋白和酶等，细胞通过一 1
个限制点(restriction point，R点)后在G1后期合成DNA复制有关的蛋白和酶。 在开始合成DNA之前有一个关卡(checkpoint)，检查染色体DNA是否有损伤，如有则先要进行修复。 2、S期：DNA(包栝端粒)的复制及组蛋白合成、核小体装配．S期后每一染色体复制成2个染色单体· S→G2期关卡：检查DNA复制是否完成 3、G2期：为有丝分裂作准备．有RNA和非组蛋白合成。 4、M期：染色体浓缩一仿锤体形成→染色体分离并移向细胞两端→染色体解聚，形成两个新核→胞质分裂。 第二节周期素依赖性蛋白激晦与细胞周期调节 周期素依赖性蛋白激酶(cyclin-dependent kinases，CDKs) 通过使特异底物磷酸化调节细胞周期进行，其活性依赖与周期素(cyclin)结合形成复合物。 一、周期素-周期素依赖性蛋白激酶 周期素家族和周期素依赖蛋白激酶(CDK)家族． 细胞周期的不同时相表达不同cyc-CDK，这些cyc-CDK复合物在各不同的细胞周期过渡点起作用． 1、G1期cyc-CDK G1期表达的周期素为周期素C、D（D1、D2、D3)和E。 D族周期素主要与CDK4(以及CDK2、CDK5、CDK6)结合成活性的蛋白激酶复合物，对细胞通过R点(G0→G1过渡有重要作用。 E族周期素与CDK2形成复合物。 cycE-CDK2复合物调控G1→S过渡。 2
细胞凋亡主要发生机制及相关作用研究
细胞凋亡主要发生机制及相关作用研究 摘要 细胞凋亡是一种有序的或程序性的细胞死亡方式，是细胞接受某些特定信号刺激后在基因调控下所发生的一系列细胞主动死亡过程，通常来说是一种正常生理应答反应。目前认为细胞凋亡信号传导通路主要包括三种：内源性途径、外源性途径以及内质网途径。细胞凋亡的研究已成为当前生命科学研究热点之一。研究细胞凋亡的信号传导通路及其调控对进一步认识和治疗凋亡相关疾病有重要意义。 关键词：细胞凋亡信号传导通路疾病治疗
ABSTRACT Apoptosis is an orderly or programmed cell death way, is a series of cells active death process under gene regulation that after cell accepted certain specific signal stimulation, it is a normal physiological response. At presently, the cell apoptosis signaling pathways mainly includes three types: intrinsic pathway, extrinsic pathway, and the way of endoplasmic reticulum. The research of apoptosis has become the life science research hotspot. Researching cell apoptosis signaling pathways and regulation can get further understanding and also have the important meaning to treatment of apoptosis related diseases. Key words: A poptosis Signal conduct pathway Treatment of diseases
(完整word版)细胞凋亡过程
细胞凋亡的过程大致可分为以下几个阶段：接受凋亡信号→凋亡调控分子间的相互作用→蛋白水解酶的活化（Caspase）→进入连续反应过程细胞凋亡的启动是细胞在感受到相应的信号刺激后胞内一系列控制开关的开启或关闭，不同的外界因素启动凋亡的方式不同，所引起的信号转导也不相同，客观上说对细胞凋亡过程中信号传递系统的认识还是不全面的，比较清楚的通路主要有：1）细胞凋亡的膜受体通路：各种外界因素是细胞凋亡的启动剂，它们可以通过不同的信号传递系统传递凋亡信号，引起细胞凋亡，我们以Fas -FasL为例：Fas是一种跨膜蛋白，属于肿瘤坏死因子受体超家族成员，它与FasL结合可以启动凋亡信号的转导引起细胞凋亡。它的活化包括一系列步骤：首先配体诱导受体三聚体化，然后在细胞膜上形成凋亡诱导复合物，这个复合物中包括带有死亡结构域的Fas相关蛋白FADD。Fas又称CD95，是由325个氨基酸组成的受体分子，Fas一旦和配体FasL结合，可通过Fas分子启动致死性信号转导，最终引起细胞一系列特征性变化，使细胞死亡。Fas作为一种普遍表达的受体分子，可出现于多种细胞表面，但FasL的表达却有其特点，通常只出现于活化的T细胞和NK细胞，因而已被活化的杀伤性免疫细胞，往往能够最有效地以凋亡途径置靶细胞于死地。Fas分子胞内段带有特殊的死亡结构域（DD,death domain）。三聚化的Fas和FasL结合后，使三个Fas分子的死亡结构域相聚成簇，吸引了胞浆中另一种带有相同死亡结构域的蛋白FADD。FADD是死亡信号转录中的一个连接蛋白，它由两部分组成：C端（DD结构域）和N端（DED）部分。DD结构域负责和Fas分子胞内段上的DD结构域结合，该蛋白再以DED连接另一个带有DED的后续成分，由此引起N段DED随即与无活性的半胱氨酸蛋白酶8（caspase8）酶原发生同嗜性交联，聚合多个caspase8的分子，caspase8分子遂由单链酶原转成有活性的双链蛋白，进而引起随后的级联反应，即Caspases，后者作为酶原而被激活，引起下面的级联反应。细胞发生凋亡。因而TNF诱导的细胞凋亡途径与此类似2）细胞色素C释放和Caspases激活的生物化学途径线粒体是细胞生命活动控制中心，它不仅是细胞呼吸链和氧化磷酸化的中心，而且是细胞凋亡调控中心。实验表明了细胞色素C从线粒体释放是细胞凋亡的关键步骤。释放到细胞浆的细胞色素C在dATP存在的条件下能与凋亡相关因子1（Apaf-1）结合，使其形成多聚体，并促使caspase-9与其结合形成凋亡小体，caspase-9被激活，被激活的caspase-9能激活其它的caspase如caspase-3等，从而诱导细胞凋亡。此外，线粒体还释放凋亡诱导因子，如AIF，参与激活caspase。可见，细胞凋亡小体的相关组份存在于正常细胞的不同部位。促凋亡因子能诱导细胞色素C 释放和凋亡小体的形成。很显然，细胞色素C从线粒体释放的调节是细胞凋亡分子机理研究的关键问题。多数凋亡刺激因子通过线粒体激活细胞凋亡途经。有人认为受体介导的凋亡途经也有细胞色素C从线粒体的释放。如对Fas应答的细胞中，一类细胞（type1）中含有足够的胱解酶8 （caspase8）可被死亡受体活化从而导致细胞凋亡。在这类细胞中高表达Bcl-2并不能抑制Fas诱导的细胞凋亡。在另一类细胞（type2）如肝细胞中，Fas受体介导的胱解酶8活化不能达到很高的水平。因此这类细胞中的凋亡信号需要借助凋亡的线粒体途经来放大，而Bid -- 一种仅含有BH3结构域的Bcl-2家族蛋白是将凋亡信号从胱解酶8向线粒体传递的信使。尽管凋亡过程的详细机制尚不完全清楚，但是已经确定Caspase即半胱天冬蛋白酶在凋亡过程中是起着必不可少的作用，细胞凋亡的过程实际上是Caspase不可逆有限水解底物的级联放大反应过程，到目前为止，至少已有14种Caspase被发现，Caspase分子间的同源性很高，结构相似，都是半胱氨酸家族蛋白酶，根据功能可把Caspase基本分为二类：一类参与细胞的加工，如Pro-IL-1β和Pro-IL-1δ，形成有活性的IL-1β和IL-1δ；第二类参与细胞凋亡，包括caspase2,3,6,7,8,9.10。Caspase家族一般具有以下特征：1)C端同源区存在半胱氨酸激活位点，此激活位点结构域为QACR/QG。2)通常以酶原的形式存在，相对分子质量29000-49000(29-49KD），在受到激活后其内部保守的天冬氨酸残基经水解形成大（P20）小（P10）两个亚单位，并进而形成两两组成的有活性的四聚体，其中，每个P20/P10异二聚体可来源于同一前体分子也可来源于两个不同的前体分子。3)末端具有一个小的或大的原结构域。参与诱导凋亡的Caspase分成两大类：启动酶（inititaor）和效应酶（effector）它们分别在死亡信号转导的上游和下游发挥作用。
细胞凋亡机制的研究及其意义
细胞凋亡机制的研究及其意义 摘要: 细胞凋亡是维持神经系统正常发育, 维持其免疫系统正常功能所必需过程。目前, 对细胞凋亡的研究已经成为生命科学领域研究的热点。本文就细胞凋亡的发生机制、基因调节机制等方面作一综述。 关键词: 细胞凋亡; 机制；意义 引言：细胞凋亡对机体的健康发育甚为重要，在生理条件下，它作为机体正常细胞群生长与死亡相协调的重要方式，有利于清除多余的细胞、无用细胞、发育不正常细胞、有害细胞、完成正常使命的衰老细胞；有利于维持机体细胞群的自身稳定，从而维持器官组织的正常发育。细胞凋亡过少时，机体易患肿瘤性疾病、自身免疫性疾病；细胞凋亡过多时，机体易患神经系统方面的疾病。人的艾滋病等疾病之所以发生，主要是由于机体细胞凋亡发生异常的结果。 正文： 1、细胞凋亡机制 1.1 信号传递机制 凋亡一般由细胞外的调节因素与其在细胞表面的受体结合而启动。经活化的受体又启动胞内第二信号系统，激活核酸内切酶，引起DNA裂解，进而引发细胞凋亡。细胞外的调节因素包括生理活性因子：如肿瘤坏死因子、转化生长因子及表皮生长因子等；非生理因素：如X射线、紫外线、一氧化氮、毒素及化疗药物等；感染因素：如EB病毒、腺病毒及HIV病毒等。有学者认为，细胞凋亡的信号传导能使用或部分利用细胞增殖和分化过程中的传统信号途径。传统信号途径包括G 结合蛋白信号途径和酶蛋白信号途径，前者可以调节第二信使cAMP和钙离子的生成，细胞内cAMP和钙离子浓度的变化可以对细胞凋亡产生影响；后者可通过酪氨酸蛋白激酶（PTK）、Ras-MAPK或JaK-STAT等途径参与凋亡信号的传导。但众多研究表明可直接启动细胞凋亡的信号途径或死亡信号途径是两种死亡因子，即肿瘤坏死因子和Fas配体与细胞膜表面的相应受体TNF受体和37? 结合以后所发生的凋亡反应。目前对TNF和FasL与相应受体结合所介导的细胞凋亡信号途径及其机制已取得了突破性进展 1.2 酶学机制 1.2.1 caspases蛋白酶 胱冬蛋白酶（caspases）是近几年研究的热点之一，属于ICE/CED3蛋白酶家族成员，目前发现至少有14种之多,分别命名为caspases1-caspases14。与细胞凋亡密切相关，它是通过级联反应，最终激活核酸内切酶来实现的。也有人认为凋亡并不总是引起caspases的释放，而caspases的释放也并不总是引起凋亡，很可能还与细胞的迁移和分化有关.。蛋白酶前体可在天冬氨酸位点上被切断成3部分，H2N端是抑制区域被移去，另一端COOH端断裂成一大一小亚单位
浅谈细胞周期调控
浅谈细胞周期调控 朱春森 摘要：近年来有关细胞周期调控机制研究进展较快，细胞周期调控可分为G1期调控和非G1期调控。在G1期调控中，细胞周期蛋白依赖性激酶复合体CDK激活后,通过Rb蛋白和转录因子启动基因转录。P16、p21、p15等蛋白通过抑制CDK的活性而发挥作用。P53蛋白和ｍｄｍ2蛋白协同调节细胞周期活动。细胞周期的停滞或细胞凋亡对维护基因组稳定有重要意义。 关键词：细胞周期调控 Cyclin CDK CDI 调控机制 细胞周期调控是指各种调控因子通过自身的激活和灭活,使细胞启动和完成细胞周期重要事件,并保障这些事件按次序正常进行。细胞周期调控对维护基因组的稳定有着重要的意义。 1. 细胞周期调控的分子基础 细胞周期调控的分子基础包括细胞周期蛋白(Cyclin)、细胞周期蛋白依赖蛋白激酶(CDK)和细胞周期蛋白依赖蛋白激酶抑制物(CDI)。它们分别包括CyclinA、CDK17和ｐ21、ｐ27、ｐ18等,ｐ53和视网膜母细胞瘤蛋白(pRb)也参与细胞周期调控。 Cyclin 周期蛋白不仅仅起激活CDK的作用，还决定了CDK何时、何处、将何种底物磷酸化，从而推动细胞周期的前进。目前从芽殖酵母、裂殖酵母和各类动物中分离出的周期蛋白有30余种，在 脊椎动物中为A 1-2、B 1-3 、C、 D 1-3 、E 1-2 、F、G、H等。分为G 1 型、G 1 /S型S型和M型4类（见表 1）。各类周期蛋白均含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框，介导周期蛋白与CDK结合。 表1不同类型的周期蛋白 *包括D1-3，各亚型cyclin D，在不同细胞中的表达量不同，但具有相同的功效 CDK
细胞周期的关键分子调节机制论文 (1)
细胞周期的关键分子调节机制 摘要：细胞周期是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个序贯过程. 细胞周期中每一事件都是有规律、精确地发生, 并且在时间与空间上受到严格调控. 细胞周期中最关键的三类调控因子是: cdc 基因、周期蛋白依赖性激酶( CDKs) 及细胞周期蛋白( cyclin) . 这些调控因子的发现对肿瘤学及发育生物学的发展都有重要的理论和实践意义. 关键词：细胞周期, cdc 基因, 周期蛋白依赖性激酶, 细胞周期蛋白 细胞周期( cell cycle) 是保证细胞正确增殖的过程, 对一个细胞而言, 在分裂过程中获得生存所必需的物质是最关键的环节, 尤其是合成遗传所需物质 . 细胞周期可划分为4 个时相, 即G1、S、G2 和M 期. 在G1 期中, 细胞不断生长发育. 当达到一定体积时, 细胞就会进入DNA 合成( S)期, 细胞内遗传物质开 始复制, 最终形成两套完整的染色体组( chromosome set) , 细胞便进入有丝分裂前的准备( G2) 期. 在有丝分裂(M) 期, 染色体组分离、细胞质分裂, 两套染色体平均分配给两个子细胞, 从而完成一个细胞周期( 图1) . 图1 细胞周期4 个时相 细胞周期中最关键的三类调控因子是: cdc 基因、周期蛋白依赖性激酶( CDKs) 及细胞周期蛋白( cyclin) . 1.cdc基因
1.1 cdc基因的发现 哈特韦尔采用遗传学方法, 用芽殖酵母( Saccha rymyces cerevisiae)作为实验对象研究细胞周期.20世纪70年代初，他通过温度敏感突变技术筛选出突变酵母细胞, 这些细胞的生长停滞在特定的细胞周期时相 , 从而确定缺陷基因所编码的蛋白质在细胞周期调控中的作用，利用种方法,他成功地分离出上百个涉及细胞周期调控的基因（图2）,并命名为cdc 基因. 图2 用荧光钙( calcofluor) 示裂殖酵母(Schizosacchharomyces pombe) 细胞壁和中隔( septum) 野生型细胞的长度加倍并一分为二, 而cdc25 缺陷的细胞已长的很长却不分裂. cdc25 是细胞从G2 期进入M 期必需的基因, 它负责CDK2 的去磷酸化( 引自Nurse P) . 1.2 cdc基因的功能 在哈特韦尔发现的这类基因中, cdc4、6、7、8 等控制DNA 复制, 如cdc8 具有起始DNA 合成的功能 ; cdc5、14、15 等参与染色体分离的调控; cdc3、10、11、13 等调控细胞质的分裂，名为cdc28 的基因, 启动细胞从G1 期进入S期. 该基因编码的蛋白质是其他cdc 基因产物执行功能的前提, 所以又被称为star t基因。 2.周期蛋白依赖性激酶（CDK)
细胞周期检查点的分子机制 吴家睿
《生物工程进展》1999,V ol.19,No.4 细胞周期检查点的分子机制 吴家睿 (中国科学院上海生物化学研究所 上海 200031) 摘要 细胞在长期的进化过程中发展出了一套保证细胞周期中DNA复制和染色体分配质量的检查机制,通常被称为细胞周期检查点(checkpoint)。当细胞周期进程中出现异常事件,这类调节机制就被激活,及时地中断细胞周期的运行,待细胞修复或排除了故障后,细胞周期才能恢复运转。根据“质量控制”的内容,可将细胞周期检查点分为三种。第一种负责查看DNA有无损伤,称为DNA损伤检查点;第二种负责DNA复制的进度,称为DNA复制检查点;第三类是管理染色体的正确分配与否,称为纺锤体组装检查点。本文围绕检查点工作的这三个方面对其分子机制作一个简单的论述。 关键词 细胞周期 检查点 DN A复制 DNA损伤 染色体分配 细胞周期最主要的任务是将其基因组DNA在DNA合成期(S期)完整地复制成两份拷贝,然后在分裂期(M期)将这两份拷贝正确无误地分配给两个子代细胞。如果在这一任务的完成过程中产生的错误没有得到及时纠正,那么将导致基因组的不稳定和变异。对单细胞生物而言,其后果是导致细胞增殖能力下降或细胞死亡。对多细胞生物而言则通常是引起肿瘤。细胞在长期的进化过程中发展出了一套保证细胞周期中DNA复制和染色体分配质量的检查机制,通常被称为细胞周期检查点(check-point)。这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,这类调节机制就被激活,及时地中断细胞周期的运行,待细胞修复或排除了故障后,细胞周期才能恢复运转。 根据“质量控制”的内容,可将细胞周期检查点分为三种。第一种负责查看DNA有无损伤,称为DNA损伤检查点(DNA dam ag e checkpo int);第二种负责DN A复制的进度,称为DNA复制检查点(DNA r eplication check-point);第三类是管理染色体的正确分配与否,称为纺锤体组装检查点(Spindle assemmbly checkpo int),因为染色体的分配主要依赖于纺锤体的作用。近几年来,在检查点如何工作的分子机制的研究方面已有了许多进展。本文试图围绕检查点工作的这三个方面作一个简单的论述。 1 DNA损伤检查点 检查点工作的第一步是发现问题。一般认为,DNA损伤的出现可以迅速地激活DNA损伤检查点。由于DNA损伤可以发生在细胞周期的任一个时期,包括G1期、S期、G2/M期中,且DNA损伤有许多种类,所以存在多种探测DNA损伤的手段。它们可以在不同的时期对特定的DNA损伤进行检测。在酵母细胞中, DNA链的断裂和单链DNA的形成可以产生损伤起始信号,由至少两类检查点蛋白进行感知。一类是Rad9;另一类是Rad24,Rad17, M ec3和Ddc1。最新的研究发现,Rad9蛋白在DNA损伤的情况下,被M ec1和T el1激酶磷酸化,然后与Rad53蛋白结合[1]。研究者通过双杂交和免疫共沉淀等方法揭示,Rad17,M ec3和Ddc1形成蛋白复合体,其功能受Rad24的调节,即位于Rad24的下游[2]。Rad24能与DNA复制的辅助蛋白RFC上的亚基Rfc2结合[3]。因此,Rad24可能与RFC形成探测器,一 7
细胞生物学-第十章-细胞连接与细胞黏附-提纲
第十章细胞连接与细胞黏附 封闭连接 细胞连接锚定连接 通讯连接 一封闭连接（紧密连接） 分布于各种上皮细胞，如消化道上皮、膀胱上皮、睾丸曲细精管生精上皮的支持细胞基部、腺体的上皮细胞管腔面的顶端侧面区域、脑毛细血管内皮细胞之间等跨膜蛋白颗粒形成的封闭索，交错形成网状，环绕每个上皮细胞的顶部，连接相邻细胞，封闭细胞间隙，防止小分子从细胞一侧经过细胞间隙进入另一侧 穿膜蛋白闭合蛋白occludin 45kD的四次穿膜蛋白C端与N端均伸向细胞质封闭蛋白claudin 20-27kD的四次穿膜蛋白C端与N端均伸向细胞质胞质外周蛋白PDZ蛋白、ZO家族。。。 紧密连接的两个主要功能： 1封闭上皮细胞的间隙，形成与外界隔离的封闭带，防止细胞外物质无选择地通过细胞间隙进入组织，或从组织回流入腔中，保持内环境的稳定。 如：血脑屏障blood-brain barrier、血睾屏障blood-testis barrier保护器官免受异物伤害 2形成上皮细胞质膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏障，维持上皮细胞的极性。如紧密连接限制膜蛋白、膜脂分子流动性，保证在小肠上皮内胞质营养物质运转的方向性，还将上皮细胞联合成一个整体 二锚定连接 由细胞骨架纤维参与，存在于相互接触的细胞间或细胞与细胞外基质之间的细胞连接；主要作用是形成能够抵抗机械张力的牢固粘合；广泛分布于动物各种组织中，特别是上皮、心肌和子宫颈等需要承受机械压力的组织细胞与细胞间的黏着连接黏着带adhesion belt 黏着连接adhering junction 细胞与细胞外基质间的黏合连接黏着斑与肌动蛋白纤维相连的锚定连接adhesion plaque 桥粒连接desmosome junction 细胞与细胞间的连接桥粒desmosome 与中间纤维相连的锚定连接细胞与细胞外基质间的连接半桥粒hemidesmosome 细胞内锚定蛋白intracellular anchor proteins：在细胞膜的胞质面形成一个突出的斑，并将连 接复合体与肌动蛋白纤维/中间纤维相连 穿膜黏着蛋白transmembrane adhension proteins：其胞质区域连接细胞内锚定蛋白，其细胞 外区域与细胞外基质蛋白或相邻细胞特异的穿膜黏着蛋白 （一）黏着连接是由肌动蛋白丝参与的锚定连接 1黏着带位于上皮细胞紧密连接的下方，是相邻细胞之间形成的一个连续的带状结构参与形成黏着带的穿膜黏着蛋白称：钙黏着蛋白cadherin，是Ca2+依赖性细胞黏附分子 胞内锚定蛋白：α、β、γ联蛋白(catenins)，α-辅肌动蛋白(actinin)、黏着斑蛋白(vinculin)等，锚定肌动蛋白丝 作用1在维持细胞形态和组织器官完整性
细胞周期调控
2001年诺贝尔生理学和医学奖
细胞周期调控 一、背景介绍 2001年诺贝尔生理学医学奖授予美国西雅图弗瑞德·哈钦森癌症研究中心的Leland H Hartwell、英国伦敦皇家癌症研究基金会的Sir Paul M. Nurse和R. Timothy Hunt，以表彰获奖者们在细胞周期调控方面的卓越发现和贡献。 Leland (1939年生)在上世纪60年代末便认识到用遗传学方法研究细胞周期的可能性。他采用啤酒酵母细胞建立系统模型，经过一系列试验，分离出细胞周期基因发生突变的酵母细胞。Hartwell和其他科学家相继发现了100多种与细胞周期调控相关的CDC基因族。其中，Hartwell发现的CDC28调控细胞周期G1期进程的第一步，故又称为“start”基因。另外，Hartwell在研究酵母细胞对辐射的敏感性基础上，提出了著名的“checkpoint”概念，即当DNA受损时，细胞周期会停止。这一现象的生理意义在于，在细胞进入下一个细胞周期之前能有足够的时间进行DNA修复。后来，Hartwell将“checkpoint”的概念扩展到调控并保障细胞周期各期之间的正确顺序。 Sir Paul (1949年生)继Hartwell之后在70年代中期采用非渊粟酒裂殖酵母细胞为模型，发现了cdc2基因在细胞分裂(从G2期到有丝分裂期)调控方面起重要作用。后来，他发现cdc2与Hartwell在啤酒酵母中发现的“start”基因相同，还可调控从G1期到S期的转变。因此，cdc2基因可调控细胞周期的不同阶段。 1987年，Nurse分离出人类的相应基因——CDK1。Nurse发现CDK的活性依赖可逆性的磷酸化反应。基于这些理论，又有一些人类的CDK分子相继被发现。R. Timothy Hunt(1943年生)在80年代早期发现了第一个周期蛋白分子。周期蛋白是一种在细胞周期中周期性产生和降解的蛋白质。周期蛋白与CDK分子结合，调节CDK的活性。Hunt首先发现，在海胆细胞中周期蛋白在细胞周期中会发生周期性的降解，这是调控细胞周期的重要机制。Hunt在其他物种中也发现了周期蛋白，这些周期蛋白在进化过程中高度保守。 3位诺贝尔奖获得者创建了细胞周期调控的分子机制。CDK分子的含量在细胞周期中是恒定的，但是它的活性却因周期蛋白的调控作用而不同。周期蛋白和CDK分子共同驱动细胞周期从一期到另一期的转变。 二、细胞周期简介 细胞周期又称细胞分裂周期，是指细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的全过程。分为G1期、S期、G2期和M期。其中，从有丝分裂完成到DNA复制前的间歇时间称为G1期，是细胞生长和DNA合成准备时期。当细胞进入G1期后，细胞开始合成生长所需的RNA、蛋白质、糖类、脂质等，同时其体积在此期逐渐增大。DNA复制的时期为S期，DNA的含量在此期增加一倍。而从DNA复制完成到有丝分裂开始的这段间歇称为G2期，此时细胞合成
细胞粘附分子的定义
细胞粘附分子的定义 细胞粘附分子（cell adhesion molecule，CAM）是参与细胞与细胞之间及细胞与细胞外基质之间相互作用的分子。 细胞粘附指细胞间的粘附，是细胞间信息交流的一种形式。而信息交流的可溶递质称细胞粘附分子(cell adhesion molecule,CAM)。CAM是一类独立的分子结构，是通过识别与其粘附的特异性受体而发生相互间的粘附现象。 组成 细胞粘附分子都是跨膜糖蛋白，分子结构由三部分组成：①胞外区，肽链的N端部分，带有糖链，负责与配体的识别；②跨膜区，多为一次跨膜；③胞质区，肽链的C端部分，一般较小，或与质膜下的骨架成分直接相连，或与胞内的化学信号分子相连，以活化信号转导途径。 多数细胞粘附分子的作用依赖于二价阳离子，如Ca2＋，Mg2＋。细胞粘附分子的作用机制有三种模式（图11-16）：两相邻细胞表面的同种CAM分子间的相互识别与结合（亲同性粘附）；两相邻细胞表面的不同种CAM分子间的相互识别与结合（亲异性粘附）；两相邻细胞表面的相同CAM分子借细胞外的连接分子相互识别与结合。 分类 可大致分为五类：钙粘素、选择素、免疫球蛋白超家族、整合素及透明质酸粘素。 钙粘素 钙粘素（cadherin）属亲同性CAM，其作用依赖于Ca2＋。至今已鉴定出30种以上钙粘素，分布于不同的组织。 钙粘素分子结构同源性很高，其胞外部分形成5个结构域，其中4个同源，均含Ca2＋结合部位。决定钙粘素结合特异性的部位在靠N末端的一个结构域中，只要变更其中2个氨基酸残基即可使结合特异性由E-钙粘素转变为P-钙粘素。钙粘素分子的胞质部分是最高度保守的区域，参与信号转导。 钙粘素通过不同的连接蛋白质与不同的细胞骨架成分相连，如E-钙粘素通过α-、β-、γ-连锁蛋白（catenin）以及粘着斑蛋白（vinculin）、锚蛋白、α辅肌动蛋白等与肌动蛋白纤维相连；桥粒中的desmoglein及desmocollin则通过桥粒致密斑与中间纤维相连。 钙粘素的作用主要有以下几个方面： 1．介导细胞连接，在成年脊椎动物，E-钙粘素是保持上皮细胞相互粘合的主要CAM，是粘合带的主要构成成分。桥粒中的钙粘素就是desmoglein及desmocollin。 2．参与细胞分化，钙粘素对于胚胎细胞的早期分化及成体组织（尤其是上皮及神经组织）的构筑有重要作用。在发育过程中通过调控钙粘素表达的种类与数量可决定胚胎细胞间的相互作用（粘合、分离、迁移、再粘合），从而通过细胞的微环境，影响细胞的分化，参与器官形成过程。 3．抑制细胞迁移，很多种癌组织中细胞表面的E钙粘素减少或消失，以致癌细胞易从瘤块脱落，成为侵袭与转移的前提。因而有人将E钙粘素视为转移抑制分子。 选择素
第三节粘附分子的功能
第三节粘附分子的功能 网络 第三节粘附分子的功能 在体内，一种细胞可能同时表达多种粘附分子，一种粘附分子也可以表达于多种不同的组织细胞，而细胞间的相互粘附作用又可能由多对粘附分子受体/配体共同参与，单从某一对粘附分子的作用难于了解细胞粘附作用的全过程。本节着重从粘附分子参与的体内某些生理或病理过程来介绍粘附分子的功能，并简述其分子基础。 一、炎症过程中白细胞与血管内皮细胞的粘附 炎症过程的一个重要特征就是白细胞粘附、穿越血管内皮细胞，向炎症部位渗出。这一过程一个重要的分子基础是白细胞与血管内皮细胞粘附分子的相互作用，表2-7例举了参与这一过程的粘附分子。不同白细胞的渗出过程或渗出过程的不同阶段所涉及的粘附分子不尽相同。 1.不同粘附分子在粘附过程不同阶段所起的作用在体内由于血液处于不断流动状态，白细胞与血管内皮细胞的粘附作用是在血液流动产生的切力作用下进行的，因此白细胞与血管内皮细胞的相互粘附作用有其特殊性。体内白细胞与血管内皮细胞的粘附作用包括白细胞沿血管壁流动的最初粘附作用，以及随后的加强粘附和穿越内皮细胞的过程。为了模拟体内血液流动状态，在体外研究白细胞与血管内皮细胞的粘附作用时，采用了特殊的实验装置，使培养液中的中性粒细胞不断流动通过培养状态的单层内皮细胞。实验表明，在流体产生的切力作用下，CD11/CD18与其配体ICAM-1对于中性粒细胞与血管内皮细胞的最初粘附几乎不起作用。相比之下，L-seletin分子与其配体E-selectin的结合则发挥重要的作用，抗L-selectin 分子的单克隆抗体可明显阻断这种最初的粘附作用。在随后发生的中性粒细胞与血管内皮细
第九章细胞信号转导知识点总结
第九章细胞信号转导 细胞通讯：一个信号产生细胞发出的信息通过介质（又称配体）传递到另一个靶细胞并与其相应的受体相互作用，然后通过信号转导产生靶细胞内一系列的生理生化变化，最终表现为靶细胞整体的生物学效应。 信号传导：是指信号分子从合成的细胞中释放出来，然后进行传递。信号传导强调信号的产生、分泌与传送。 信号转导：是指信号的识别、转移与转换，包括配体与受体的结合、第二信使的产生及其后的级联反应等。信号转导强调信号的接收与接收后信号转换的方式与结果。 受体：是一类能够结合细胞外特异性信号分子并启动细胞反应的蛋白质。 第二信使：细胞外信号分子不能进入细胞，它作用于细胞表面受体，经信号转导，在细胞内产生非蛋白类小分子，这种细胞内信号分子称为第二信使。 分子开关：细胞信号传递级联中，具有关闭和开启信号传递功能的分子。 信号通路：细胞接受外界信号，通过一整套特定机制，将胞外信
号转化为胞内信号，最终调节特定基因表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称为细胞信号通路。 G蛋白偶联受体：指配体-受体复合物与靶细胞的作用是要通过与G蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从而将细胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞行为的受体。 cAMP信号通路：细胞外信号与细胞相应受体结合，导致细胞内第二信使cAMP水平的变化而引起细胞反应的信号通路。 （磷脂酰肌醇信号通路）双信使系统：胞外信号分子与细胞表面G蛋白偶联受体结合，激活膜上的磷脂激酶C，使质膜上的PIP2分解成IP3和DAG两个第二信使，将胞外信号转导为胞内信号，两个第二信使分别激活两种不同的信号通路，即IP3-Ca2+和DAG-PKC途径，实现对胞外信号的应答，因此将这种信号通路称为“双信使系统”。 钙调蛋白：真核细胞中普遍存在的Ca2+应答蛋白。 Ras蛋白：Ras基因的产物，分布于质膜胞质侧，结合GTP时为活化状态，结合GDP时失活状态，因此Ras蛋白属于GTP结合蛋白，具有GTP酶活性，具有分子开关的作用。 受体酪氨酸激酶（RTK）：能将自身或者胞质中底物上的酪氨酸残基磷酸化的细胞表面受体，主要参与细胞生长和分化的调控。
细胞间黏附分子
细胞间黏附分子 1在体外循环肺损伤中的作用及参麦注射液的干预效果 [ 09-08-04 14:57:00 ] 编辑：studa20 作者：王俊王良荣胡明伦陈菲菲缪剑霞林丽娜 【摘要】目的：观察细胞间黏附分子 1（ ICAM 1）在体外循环肺损伤中的作用，探讨参麦注射液（SM）肺保护的作用机制。方法：选择心脏瓣膜置换术患者30例，随机分为对照组和观察组，各15例，观察组在体外循环（CPB）转机前将参麦注射液0.6 ml/kg加入250 ml生理盐水静脉滴注完毕，对照组在同一时间予生理盐水250 ml静脉滴注，其余麻醉维持方法两组相同。分别于麻醉诱导前（T0）、CPB停机后0.5小时（T1）、2小时（T2）、6小时(T3)、24小时（T4），取桡动脉血进行血气分析，记录PO2、PCO2、FiO2，计算肺泡－动脉血氧分压差[P(A a)DO2]以及呼吸指数（RI），并留取血清测定细胞间黏附分子 1(ICAM 1)浓度，同时记录CPB时间和主动脉阻断时间。结果：P(A a)DO2、RI、 ICAM 1在体外循环停机后明显升高（P<0.05或P<0.01）；与对照组比较，观察组此三项指标均明显降低（P<0.05或 P<0.01）。结论： ICAM 1的高低与体外循环肺损伤程度密切相关；参麦注射液可能通过抑制细胞间黏附分子 1的分泌而起到肺保护作用。 【关键词】体外循环肺损伤参麦注射液细胞间黏附分子 1 体外循环会引起不同程度的肺损害。而在肺功能损害中炎症起主要作用。细胞间黏附分子 1 ( intercellular adhension mole lue 1,ICAM 1)是机体免疫球蛋白超家族的重要成员之一，其主要作用是促进炎症细胞黏附、聚集，促进补体激活等一系列生化反应，而引起组织损伤。已有文献报道参麦注射液对器官损伤有一定保护作用，本研究探讨参麦注射液对肺损伤的保护作用及可能机制。 1 临床资料 选择择期行瓣膜置换术患者30例，男13例，女17例，年龄25～60岁。单瓣置换21例，双瓣置换9例，心功能Ⅱ～Ⅲ级，术前左室射血分数均＞0.5，心胸比＜0.7，血流动力血稳定，无感染征象，无慢性肺脏疾患，无肝肾功能异常，无感染征象，术前均未长期使用免疫调节药物。 2 试验方法 2.1 给药 30例患者随机分成对照组和观察组，每组15例。常规麻醉后在体外循环（CPB）下行心脏瓣膜置换术，观察组于CPB转机前将参麦注射液（10 ml/支，雅安三九药业有限公司，批号：Z51021845）0.6 ml/kg加
高中生物 第三节细胞凋亡的分子机理
第十三章细胞衰老、死亡与癌变 第三节细胞凋亡的分子机理 细胞凋亡和细胞增殖都是生命的基本现象，是维持体内细胞数量动态平衡的基本措施。在胚胎发育阶段通过细胞凋亡清除多余的和已完成使命的细胞，保证了胚胎的正常发育；在成年阶段通过细胞凋亡清除衰老和病变的细胞，保证了机体的健康。和细胞增殖一样细胞凋亡也是受基因调控的精确过程，在这一节我们就细胞凋亡的分子机理作简要的介绍。 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、一条是通过线粒体释放凋亡酶激活因子激活caspase。这些活化的caspase可将细胞内的重要蛋白降解，引起细胞凋亡。 一、凋亡相关的基因和蛋白 细胞凋亡的调控涉及许多基因，包括一些与细胞增殖有关的原癌基因和抑癌基因。其中研究较多的有ICE、Apaf-1、Bcl-2、Fas/APO-1、c-myc、p53、ATM等。 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总是在天冬氨酸之后切断底物，所以命名为caspase（cysteine aspartate-specific protease），方便起见本文称之为凋亡酶；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。 最早发现人类中与线虫ced-3同源的基因[1]是ICE，即：白介素-1 β转换酶（Interleukin-1 β-converting enzyme）基因，因该酶能将白介素前体切割为活性分子，故名。通过cDNA杂交和查找基因组数据库，在人类细胞中已发现11个ICE同源物[2]，分为2个亚族（subgroup）：ICE 亚族和CED-3家族（图13-6），前者参与炎症反应，后者参与细胞凋亡，又分为两类：一类为执行者（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（autocatalytic）或自剪接的方式激活；另一类为启动者（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。 细胞中还具有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）[3]与caspase结合，抑制其活性，如XIAP。
粘附分子概念及介绍
第一节粘附分子的种类和结构 目前按粘附分子的结构特点可将其分为以下四类：（1）粘合素家族（integrin family)的粘附分子；（2）免疫球蛋白超家族（immunoglobulin superfamily,IGSF)的粘附分子；（3）凝集素家族（selectin family);(4)钙离子依赖的细胞粘附素家庭（Ca2+-dependent cell adhesion molecule family)的粘附分子或称Cadherin。此外还有一些其它未归类的粘附分子。 一、粘合素超家族 国内将integrin译为粘合素、整合素等，本书暂命名为粘合素。integrin是最初在1986年提出的概念，描述一个膜受体家族，此家族的粘附分子主要介导细胞与细胞外基质的粘附，使细胞得以附着而形成整体（integration），故得名。此外，粘合素家族的粘附分子还介导白细胞与血管内皮细胞的粘附。 图2-1 integrin分子的结构（示意图） 注：a .integrin分子电镜下所见（模式图），黑区部分显示integrin分子α、β亚单位所组成的球部，为配体结合域； b.integrin分子的结构模式图，显示出α亚单位的二价阳离子（Mg2+）结合区和α、β亚单位的重复序列。 （一）粘合素分子的基本结构
粘合素家族的粘附分子都是由α、β两条链由非共价键连接组成的异源双体（heterodimer)，α、β链均为Ⅰ类穿膜蛋白。α链的分子量为120～210kKa，β链的分子量为90～130kDa，个别β链（如β4）分子量为220kDa。不同的α链（或称α亚单位）或β链（或称β亚单位）氨基酸序列有不同程度的同源性，在结构上有其共同的特点。α和β亚单位均由胞膜外区、胞浆区、穿膜区三部分组成。胞浆区一般较短，可能和细胞骨架相联。空膜区富含疏水氨基酸。β亚单位的胞膜外区含有4个富含半胱氨酸的重复序列，靠近外侧N端的40～50kDa的氨基酸残基通过链内二硫键紧密折叠在一起；α亚单位的胞膜外部分有7个同源重复序列，靠近外侧N端的3个或4个重复序列中含有 Asp-X-Asp-X-Asp-Gly-X-X-Asp或类似结构，与integrin分子结合二价阳离子（Mg2+）有关，并与β亚单位共同构成粘合素分子的配体结合部位，其中α亚单位的二价阳离子结合区与 integrin分子配体结合的特异性和亲和力有关。某些integrin分子的α亚单位在转录后被剪接为两段，一段为劳作膜部分，较小，约20～30kDa；另一段为胞膜外部分，较大，两者通过二硫键连接起来（图2-1）。电镜下可见integrin分子有一个球状头部，向下伸展有两条杆状结构穿过细胞膜的磷脂双层。 （二）粘合素超家族的组成 目前已知至少有14种α亚单位和8种β亚单位，除α7和αIEL外，其它粘合素分子亚单位均已基因克隆成功。α亚单位和β亚单位组合构成粘合素分子并不是随机的，多数α亚单位只能与一种β亚单位结合构成异源双体，但也有的α亚单位可与几种不同的β亚单位组合，如αV（CD51）可分别同β1、β3、β5、β6和β8亚单位组成integrin分子，而大部分β单位则可以结合数种不同的α亚单位。目前按β亚单位的不同可将粘合素家族分为8个不同的组，在同一组中的粘合素分子不同成员β链相同，α链不同。已知α链和β链有20种组合形式（表2-1），β1、β3、β4、α3和α6等亚单位的mRNA分子可有不同的剪接形式，更增加了粘合素分子的多样性。 （三）粘合素分子的分布 粘合素分子的体内分布很广泛，多数粘合素分子可以表达于多种组织细胞，如VLA组的粘合素分子在体内广泛分布于各种细胞细胞；而多数细胞可同时表达数种不同的粘合素分子，对体外哺乳动物来源的细胞系粘合素分子表达研究发现，每一种细胞系可同时一有达2～10种不同的粘合素分子，但不同类型的细胞表达粘合素分子的种类是不同的。某些粘合素分子的表达则具有明显的细胞类型特性，如gpⅡb/Ⅲa(Ⅱb/β3）主要表在宾巨核细胞和血小板；LAF-1、Mac-1、P150/95只表达在白细胞表面；α6β4特异性表达在上皮细胞。每一种细胞粘合素分子的表达可随其分化与生长状态的改变而变化。 （四）粘合素分子识别配体的短肽序列 粘合素分子在与配体结合时所识别的只是配体分子中由数个氨基酸组成的短肽序列。不同的粘合素分子可能识别相同的短肽序列或同一个配体中不同的短肽序列。由于同一短肽序列可以存在于几种不同的配体中，因此，每一种粘合素分子可能有几种细胞外间质成分做为配体，而每一种细胞外间质中的配体也可能被几种不同的粘合素分子所识别。 1.识别RGD序列的粘合素分子α5β1、αvβ1、αⅡbβ3、αvβ3、αvβ5、αv β6都可以识别配体分子中的RGD序列，多种细胞外间质成分（包括FN、VN、FB、vWF）都含有RGD序列，它们在体内的分布极为广泛。含有RGD序列的人工合成肽可以抑制上述粘合素分子与配体的结合。 2.识别非RGD序列的粘合素分子α2β1、α4β1、αxβ2、αⅡbβ3、α4β7可分别识别其配体分子中DGEA、EILDV、GPRP、KQAGDV、EILDV等短肽序列，其中KQAGDV具有
急性脑梗死与细胞间黏附分子
【关键词】急性脑梗死 近年来研究表明，脑梗死后存在着炎症性病理性损伤，缺血区产生大量的致炎物质，白介素-6（il-6）作为炎性因子网络的重要组成部分，在炎性反应的发生、发展中扮演了重要角色［１］。体外细胞培养发现il-6可以促进细胞间黏附分子-1（sicam-1）的表达，sicam-1则可介导白细胞的黏附和聚集。作者于2005年8月至2007年8月通过检测研究30例急性脑梗死患者及30例对照组的血清sicam-1与il-6浓度，并测量脑梗死患者的梗死体积，旨在探索急性脑梗死与细胞间黏附分子-1和白介素-6相关的意义。 1 资料与方法 1.1 一般资料 30例急性脑梗死患者为检测组，男18例，女12例；年龄56～90岁,平均（70.2±9.2）岁。均为发病24h内收住本院的脑梗死患者，诊断均符合1995年全国第四届脑血管病会议制定的标准，均在入院后24h内行头颅ct或mri检查确诊。排除自身免疫性疾病、恶性肿瘤、感染、严重心、肝、肾脏器疾病及3个月内无脑卒中史。对照组为具有可比性的同期健康体检者30例，男17例，女13例；年龄54～86岁，平均（69.3±7.0）岁。 1.2 检测方法取清晨空腹肘静脉血6 ml，分2 ml 和4 ml分别注入两试管中，待其凝固后，分离血清，2 ml试管所得血清-20℃保存（待测il-6），4ml试管所得血清置于-20℃保存（待测sicam-1）。il-6与sicam-1 浓度采用酶联免疫吸附（elisa）法测定（试剂盒由上海××有限公司提供）。 1.3 脑梗死体积计算按照pullicino［２］提出的脑梗死体积计算公式（脑梗死体积cm3=长×宽×ct扫描层面数×层厚÷2）对入选患者脑梗死体积进行计算。均以发病48～72h 内的ct检查为准。由两名神经科医生分别进行计算，取其平均值。根据梗死体积大小分为三组，≤4 cm3为小梗死组， 4.1～10cm3为中梗死组， &10cm3为大梗死组。 1.4 统计学处理 il-6与sicam-1测定结果采用均数±标准差(x±s)表示，两独立样本均数间比较采用t检验，样本均数间每两个均数的比较用q检验。 2 结果 2.1 脑梗死患者和正常对照组一般情况比较脑梗死组平均收缩压(sbp)较对照组明显高(p＜0.005)；在年龄、性别、饮酒、吸烟、高血压患病率、平均舒张压(dbp)、体重指数(bmi)及肾功能方面两组比较均无统计学意义(p&0.05)。 2.2 发病24h内脑梗死患者和正常对照组血清il-6与sicam-1水平比较对发病24h内入院的脑梗死患者分别测血清il-6与sicam-1浓度，测定时间距发病时间平均为(31.4±5.7)h；脑梗死患者血清il-6浓度［(72.29± 3.02)pg/ml］明显高于正常对照组［(23.49±1.25)pg/ml，p<0.01］；脑梗死患者血清sicam-1浓度［(248.14±15.26)ng/ml］明显高于正常对照组［(102.37±10.86)ng/ml，p<0.01］。 2.3 脑梗死体积、血清il-6与sicam-1浓度间相互关系将三组不同梗死体积的脑梗死患者血清il-6与sicam-1进行比较见表1，由表1可发现不同体积的脑梗死患者血清il-6与sicam-1水平存在差异。大梗死组较小梗死组血清il-6浓度增加显著(p<0.05)，脑梗死体积和血清il-6浓度呈正相关(p<0.05)。大、中、小三组脑梗死患者血清sicam-1浓度依次递减(p<0.01)，脑梗死体积和血清sicam-1浓度呈正相关(p<0.01)，血清il-6和sicam-1浓度呈正相关(p<0.05)。 表1 不同脑梗死体积和血清il-6浓度差异比较（略） 3 讨论il-6是一种典型的具有多种生物学功能的细胞因子,分子量为26kda,主要参与机体的细胞免疫、炎症反应、造血调控等，机体内多种有核细胞均可产生il-6,如单核细胞、b细胞、t细胞、成纤维细胞、内皮细胞、星形胶质细胞和小胶质细胞等，随着分子生物学技术的发展，il-6在急性炎症中的作用日益引起关注，资料表明［３］,脑组织在受到损伤时星形胶质细胞和小胶质细胞可能会诱导产生il-6。