高级病生复习思考题（2011级）

TGFβ→Ser/ThrPKRⅡ→Ser/ThrPKRⅠ（细胞膜） ↘ ↙

Smad protein（细胞质） ↓

靶基因转录（细胞核）

细胞凋亡时形态学改变和生化改变

（一）细胞凋亡的形态学改变

细胞凋亡的形态学改变是多阶段的。发生凋亡的细胞，形态上首先变圆，并逐步与周围细胞脱离，表面微绒毛消失。胞浆凝缩，胞膜迅速发生空泡化（blebbing），细胞体积逐渐缩小，出现固缩(condensation)。然后内质网变疏松并与胞膜融合，形成膜表面的芽状突起，称为出芽（budding）。晚期核质高度浓缩融合成团，染色质集中分布在核膜的边缘，呈新月形或马蹄形分布，称为染色质边集(margination)。胞膜皱缩内陷，分割包裹胞浆，形成泡状小体称为凋亡小体(apoptosis body)，这是凋亡细胞特征性的形态学改变。凋亡小体形成后迅即被周围具有吞噬功能的细胞如巨噬细胞、上皮细胞等吞噬、降解（图8-2）。整个凋亡过程中胞膜保持完整，没有细胞内容物的外漏，因而不伴有局部的炎症反应。

（二）细胞凋亡的生化改变

细胞凋亡过程中可出现各种生化改变，其中DNA的片段化断裂及蛋白质的降解尤为重要。

1.DNA的片段化 细胞凋亡时DNA链的断裂有三种方式。最多见的一种断裂方式是核小体间DNA链断裂，是内源性核酸内切酶（endogenous nuclease)被激活所致。

组成染色质的基本结构单位是核小体，核小体之间的连接区易受内切酶的攻击而发生断裂。DNA链上每隔200个核苷酸就有1个核小体，当内切酶在核小体连接区切开DNA时，即可形成180～200bp或其整倍数的片段。这些片段在琼脂糖凝胶电泳中可呈特征性的“梯”状（ladder pattern）条带，这是判断凋亡发生的客观指标之一。因此，DNA片段化断裂是细胞凋亡的关键性结局。

2.内源性核酸内切酶激活及其作用:在细胞凋亡过程中执行染色质DNA切割任务的是

内源性核酸内切酶，这导致DNA断裂成核小体倍数大小的片段，在琼脂糖凝胶电泳上出现典型的阶梯状DNA区带。内源性核酸内切酶多数为Ca2+/Mg2+依赖的，但Zn2+可抑制其活性。

3.Caspases的激活及其作用:Caspases是目前研究得最清楚的细胞凋亡执行者。这是一组对底物门冬氨酸部位有特异水解作用，其活性中心富含半胱氨酸的蛋白酶，全名为含半胱氨酸的门冬氨酸特异蛋白酶。目前已发现该蛋白酶家族有10多个成员，第一个被发现的caspase是ICE (interleukin-Iβ converting enzyme, ICE)，即caspase-1，随后又发现了一系列的caspase，曾被分别给予了不同的名称，现统称为caspases，而以序号区分。

Caspase在凋亡中所起的主要作用是：灭活细胞凋亡的抑制物（如Bcl-2）；直接作用于细胞结构并使之解体，促使凋亡小体形成；在凋亡级联反应（cascade）中水解相关活性蛋白，从而使该蛋白获得或丧失某种生物学功能如：caspase-9可使caspase-3酶原水解形成具有分解蛋白质活性的caspase-3。

细胞凋亡的线粒体通路（线粒体介导的细胞凋亡）

整合素家族

1、概念：整合素是一组二价阳离子依赖性的细胞表面跨膜糖蛋白，它们介导细胞与细胞及细胞与细胞外基质之间的粘附反应。 2、组成：

目前已发现16种α亚基和8种β亚基，它们可相互结合形成20多种整合素。该家族可分为数个亚族，迄今了解最多的有三个亚族： β1亚族：β1整合素 β2亚族：β2整合素 β3亚族：β3整合素

每个亚族由一个共同的β亚基和一组特定的α亚基组成。

3、结构：由α和β亚基以非共价键结合形成的异二聚体。α亚基和β亚基都有一个较大的球形的细胞外区、一个跨膜区、一个较短的细胞内区。 4、功能：

（1）β1整合素：整合素的β1亚族、VLA亚族（very late antigen） β1整合素的β亚单位为CD29

作用：① 介导细胞与细胞外基质成分的结合（主要）

② 介导淋巴细胞的归巢

③ 介导白细胞与激活的血管内皮细胞的粘附反应。

分布：激活的淋巴细胞、白细胞、上皮细胞、血小板、成纤维细胞。

分类：α1β1、α2β1、α3β1、α4β1、α5β1、α6β1、α7β1、α8β1、α9β1（9种）

分类：α2β2、αmβ2、αxβ2（3种）

（2）β2整合素：整合素的β2亚族，白细胞粘附分子 β2整合素的β亚基单位为CD18

① 淋巴细胞功能相关抗原-1（lymphocyte function relateal antigell-1, LFN-1） 作用：参与白细胞之间及白细胞与内皮细胞之间的粘附。 ② 巨噬细胞分化抗原-1（Mac-1）

介导白细胞与内皮细胞、上皮细胞的粘附 与NKC杀伤结合iC3b的靶细胞有关 ③ 糖蛋白150/95（GP150/95） 参与细胞毒T细胞与靶细胞的粘附 分布：各种白细胞

（3）β3整合素、整合素的β3亚族，细胞粘附素（cytoadherins），β3整合素的β亚基单位为CD61。

作用：① 介导血小板的粘附、聚集。

② 介导细胞与细胞外基质成分之间的粘附。 分布：血小板、多种细胞 分类：αⅡbβ3、αvβ3

免疫球蛋白家族

1、概念;免疫球蛋白家族的粘附分子是一类细胞表面与免疫球蛋白（Ig）结构相似的跨膜蛋白质，多数介导Ca2+非依赖性同种和异种细胞之间的粘附反应。 2、组成：

① 细胞间粘附分子（intercellular adhesion molecule, ICAM） ② 血管细胞粘附分子（vascular cell adhesion molecule, VCAM）

③ 血小板内皮细胞粘附分子（platelet endothelium cell adhesion molecule, PECAM） ④ 神经细胞粘附分子（NCAM）

⑤ 淋巴细胞功能相关抗原-2，3（LFA-2，3） ⑥ 杀伤性T细胞相关抗原-4（CTLA-4）

⑦ 神经元-胶质细胞粘附分子（Ng-CAM）等 (CEA)

3、结构：结构特征是分子中均含有不同数目的免疫球蛋白样区域，即沿着肽链每60-80个氨基酸残基出现一个链内二硫环，每个环内大约110个氨基酸残基，呈反平行β片层折叠，中心通过半胱氨酸形成二硫键加以稳定，成为一种钢性结构。 4、功能：

（1）ICAM：

①ICAM-1：是含有5个Ig区段的跨膜糖蛋白 作用：介导白细胞与内皮细胞的相互作用

分布：内皮细胞、上皮细胞、单核细胞、淋巴细胞

说明：通常情况下内皮细胞上ICAM-1表达处于低水平，在IFN-γ、TNF-α、IL-1β、LPS刺激下其表达急剧增加。

② ICAM-2：含2个Ig区段的跨膜糖蛋白。

作用：调节α2β2/ICAM-1细胞粘附途径的作用

分布：内皮细胞、血小板、树突状细胞、单核细胞、某些淋巴细胞 说明：在上述细胞上固有地表达，不受炎症介质的影响。 ③ ICAM-3：含5个Ig区段的跨膜糖蛋白 作用：同ICAM-2

分布：所有白细胞，内皮细胞（病理条件下）

说明：在所有白细胞上固有地表达，只在病理条件下表达于内皮细胞。 （2）VCAM：

VCAM-1：含7个Ig区段的跨膜蛋白质。

作用：参与淋巴细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞与内皮细胞间的粘附。 分布：内皮细胞

说明：内皮细胞上VCAM-1在受到TNF-α、IL-1、LPS刺激时表达增加。 （3）PECAM

PECAM-1：含6个Ig区段的跨膜蛋白质 作用：通过同种亲和性结合而介导粘附，可能在维持血管内皮的完整性和调节白细胞通过内皮的迁移起一定的作用。

分布：内皮细胞的胞间直接，内皮细胞，血小板髓系白细胞 说明：PECAM-1在内皮细胞的胞间连接大量表达，在内皮细胞上的表达是固有的，不受IFN-r, TNF-α, IC-1的调节。

选凝素家族

1、概念：选择素又称凝染素样细胞粘附分子（Lec-CAM），是一种介导细胞与细胞间粘附，并且有高度选择性，配体为细胞膜的糖Lex和Lea的跨膜糖蛋白。 2、组成：至今了解最多的有 L-选择素（CD62L）：LAM-1 or leu-CAM-1

E-选择素（CD62E）：ELAM-1

P-选择素（CD62P）GMP-140 or PADGEM LAM-1：白细胞粘附分子-1（leukocyte adhesion molecule-1 or leu-CAM-1）

ELAM-1：内皮细胞-白细胞粉附分子-1（eudothelial, cell leukocyte adhesion molecule-1） GMP-140：分子量为140KD的颗粒膜蛋白（granule membrane protein-140KD） PADGEM：血小板活化依赖性颗粒外膜蛋白 3、结构

三种选择素均由胞外区，跨膜区、胞内区三部分组成。三种细胞外区结构相似，均含一个凝集素样区，一个表皮生长因子样区和2-9个连续重复的补体结合区段；选择素的胞内区很短，且三种之间无同源性，也与骨架蛋白结合。 4、功能

（1）L-选择素：LAM-1

有2个连续重复的补体结合蛋白区段，它在绝大部分白细胞上因有表达。 作用：①（可单独）介导白细胞的滚动与捕获（通过与内皮细胞的结合）