《细胞应激与分子信号传递》课件

细胞应激与分子信号传递导言细胞应激概述信号传导通路细胞应激是细胞对各种内外环境刺激的反应，包括物理、化学和细胞应激信号传导通路是细胞感知和响应外界刺激的核心机制生物因素它是一个复杂且精细调节的过程，涉及信号传导通路这些通路通过一系列蛋白相互作用和修饰，将应激信号传递至下、基因表达调控和细胞命运决定游靶点，最终导致细胞功能的改变细胞应激的概念定义特征目的细胞应激是指细胞对各种不利环境因细胞应激通常表现为细胞结构和功能细胞应激的目的在于维持细胞的生存素的反应，这些因素会导致细胞内的的变化，例如蛋白质错误折叠、氧化，并通过修复机制恢复稳态，或诱导稳态失衡应激、DNA损伤和细胞死亡细胞凋亡以消除受损细胞细胞应激的类型氧化应激热休克应激过量的活性氧自由基的积累导致高温或其他应激因素导致的蛋白的氧化损伤，可能导致蛋白质、质错误折叠，可能导致细胞器功脂质和DNA的损伤能障碍和细胞死亡DNA损伤内质网应激DNA损伤，包括断裂、碱基修饰蛋白质错误折叠或内质网功能障和错配，可能导致基因组不稳定碍导致的应激反应，可能导致细和突变胞凋亡或自噬细胞应激信号传导通路受体中介蛋白细胞膜上的受体可以感知外部环境的信号通路中的一系列蛋白质，通过磷刺激，并启动信号传导通路酸化、泛素化等修饰，将信号传递至下游靶点靶蛋白信号通路的下游靶蛋白，包括转录因子、酶和细胞骨架蛋白，可以改变细胞的功能热休克蛋白与细胞保护热休克反应1细胞在受到热休克等应激时，会产生大量热休克蛋白，以保护细胞免受损伤蛋白质折叠2热休克蛋白可以帮助蛋白质正确折叠，防止蛋白质错误折叠和聚集，维持细胞功能细胞保护3热休克蛋白还可以通过清除错误折叠的蛋白质、抑制细胞凋亡和促进细胞修复，保护细胞免受损伤氧化应激与抗氧化防御活性氧自由基活性氧自由基是一种具有高度反应活性的分子，可以导致氧化损伤抗氧化酶细胞内存在多种抗氧化酶，可以清除活性氧自由基，防止氧化损伤抗氧化剂抗氧化剂可以通过抑制自由基生成或直接清除自由基，发挥抗氧化作用内质网应激与通路UPR蛋白质错误折叠1内质网中蛋白质错误折叠会导致内质网应激通路激活UPR2内质网应激会激活UPR通路，以减轻内质网压力细胞命运决定3UPR通路可以诱导细胞凋亡、自噬或蛋白质降解，以维持细胞稳态损伤与修复机制DNA损伤DNA1DNA损伤是指DNA序列的变化，包括断裂、碱基修饰和错配修复机制DNA2细胞内存在多种DNA修复机制，可以修复受损的DNA基因组稳定3DNA修复机制可以维持基因组稳定，防止突变和疾病发生细胞周期调控与细胞命运12期期G1S细胞生长和合成蛋白质，为DNA复制DNA复制，每个染色体复制成两份做准备34期期G2M细胞继续生长，准备进入有丝分裂细胞分裂，产生两个子细胞细胞凋亡的信号通路Caspase级联反应凋亡小体形成Caspase蛋白是一系列参与细胞凋亡的蛋白酶，通过级联反应执细胞凋亡时，细胞会形成凋亡小体，并被吞噬细胞吞噬，避免引行细胞凋亡起炎症反应自噬与机体稳态维持信号通路Nrf2-Keap1Nrf2Keap1Nrf2是一种转录因子，可以调控抗氧化基因的表达Keap1是Nrf2的抑制蛋白，可以抑制Nrf2的活性信号转导NF-κBNF-κB1NF-κB是一种转录因子，可以调控炎症反应、免疫反应和细胞生长IκB2IκB是NF-κB的抑制蛋白，可以抑制NF-κB的活性信号传导3细胞应激信号可以导致IκB的磷酸化和降解，释放NF-κB并激活其活性信号通路MAPKMAPKMAPK是一系列丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，参与细胞生长、增殖、分化和凋亡信号传导细胞应激信号可以激活MAPK信号通路，导致下游靶蛋白的磷酸化和激活细胞反应MAPK信号通路可以调节细胞的各种反应，包括基因表达、细胞骨架重排和细胞死亡信号通路PI3K/Akt/mTORPI3K1PI3K是一种磷脂酰肌醇3-激酶，可以催化磷脂酰肌醇的磷酸化Akt2Akt是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，可以调节细胞生长、存活和代谢mTOR3mTOR是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，可以调节细胞生长、增殖和自噬信号通路JAK-STATJAK1JAK是一系列酪氨酸激酶，可以磷酸化STAT蛋白STAT2STAT是一种信号转导子和转录激活因子，可以进入细胞核并调节基因表达信号传导3细胞应激信号可以激活JAK-STAT信号通路，导致STAT蛋白的磷酸化和激活细胞应激与基因表达调控12转录翻译细胞应激信号可以激活或抑制特定基细胞应激信号可以影响mRNA的翻译因的转录，改变基因表达模式，调节蛋白质合成3蛋白质降解细胞应激信号可以调节蛋白质降解，改变蛋白质的稳定性和活性表观遗传学修饰与细胞应激DNA甲基化组蛋白修饰DNA甲基化是一种重要的表观遗传学修饰，可以调节基因表达组蛋白修饰可以改变染色质结构，影响基因表达非编码与细胞应激反应RNA信号通路交叉调节协同作用拮抗作用多个信号通路可以协同作用，放大细胞应激的反应多个信号通路可以相互拮抗，调节细胞应激的强度和持续时间应激调节与疾病发生机制肿瘤神经退行性疾病细胞应激信号失调可以促进肿瘤的发生和发展细胞应激可以导致神经细胞死亡，是神经退行性疾病的重要病理机制心血管疾病代谢性疾病细胞应激可以导致心血管细胞损伤，增加心血管疾病的风险细胞应激可以导致代谢紊乱，增加代谢性疾病的风险肿瘤与细胞应激信号细胞增殖1肿瘤细胞可以逃避免疫系统，并通过过度增殖而形成肿瘤血管生成2肿瘤细胞可以诱导血管生成，以获得营养供应和氧气转移3肿瘤细胞可以从原发部位转移到其他部位，形成转移瘤神经退行性疾病与细胞应激蛋白质错误折叠氧化应激炎症反应蛋白质错误折叠会导致神经细胞死亡，氧化应激会导致神经细胞损伤，加重神炎症反应可以加剧神经细胞死亡，是神是阿尔茨海默病和帕金森病的重要病理经退行性疾病的进程经退行性疾病的重要病理机制之一机制心血管疾病与细胞应激心肌细胞死亡1细胞应激可以导致心肌细胞死亡，造成心肌梗塞血管内皮细胞损伤2细胞应激可以导致血管内皮细胞损伤，增加动脉粥样硬化风险心血管疾病3细胞应激是心血管疾病的重要病理机制，导致心血管疾病的发生和发展代谢性疾病与细胞应激胰岛素抵抗1细胞应激可以导致胰岛素抵抗，增加糖尿病风险脂肪组织炎症2细胞应激可以导致脂肪组织炎症，促进肥胖的发生代谢紊乱3细胞应激可以导致代谢紊乱，增加代谢性疾病的风险免疫性疾病与细胞应激12免疫细胞激活自身免疫反应细胞应激可以激活免疫细胞，导致炎细胞应激可以诱发自身免疫反应，导症反应和免疫系统失调致自身免疫性疾病3免疫系统失衡细胞应激可以导致免疫系统失衡，增加感染和疾病的风险衰老与细胞应激端粒缩短线粒体功能障碍细胞应激可以导致端粒缩短，促进细胞衰老细胞应激可以导致线粒体功能障碍，促进细胞衰老总结与展望重要性研究方向细胞应激是维持细胞稳态、响应环境变化和决定细胞命运的重要未来研究将深入探究细胞应激信号通路的功能，并开发新的药物机制靶点，以治疗相关疾病参考文献本文参考文献列表将在最终整理时添加。