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1、中国科学技术大学博士学位论文IAP家族蛋白Livin在细胞凋亡中的作用机制研究姓名：马丽申请学位级别：博士专业：分子与细胞生物学指导教师：吴缅20060401中国科学技术大学博士学位论文缩略语 中国科学技术大学生命科学学院肿瘤分子生物学实验室马丽a ab pB l RC H XD DD E DD I S CE G F PF A D DG F PhI A Pm I nP C Rr D ms e cS D S P A G ET N Fk bM T Sn t丁N FT N F R l丁R A D DT R A FC A R DM C S缩略语a m i n oa c i d ( s )b a s e
2、p a i r ( s )b a c u l o v i r a ll A Pr e p e a tc y c l o h e x i m i d ed e a t hd o m a i nd e a t he f f e c t o rd o m a i nd e a t hi n d u c i n gs i g n a l i n gc o m p l e xe n h a n c e dg r e e nf l u o r e s c e n tp r o t e i nF a s a s s o c i a t e dp r o t e i nw i t hd e a t hd o
3、m a i ng r e e nf l u o r e s c e n tp r o t e i nh o u r ( s )i n h i b i t o ro fa p o p t o s i sp r o t e i nm i n u t e ( s )p l o y m e r a s ec h a i nr e a c t i o nr e v o l u t i o n sp e rm i n u t es e c o n d ( s )S D SP o l y a c r y l a m i d eg e le l e c t r o p h o r e s i st u m o
4、 rn e c r o s i sf a c t o rk i l o b a s e ( s )m i t o c h o n dr i a lt a r g e t i n gs e q u e n c en u c l e o t i d e ( s )f u m o rn e c r o s i sf a c t o rl u m O rn e c r o s i sf a c t o rr e c e p t o r1T N Fr e c e p t o r a s s o c i a t e dd e a t hd o m a i nT N Fr e c e p t o r a s
5、 s o c i a t e df a c t o rc a s p a s er e c r u i t m e n td o m a i nm u l t i p l ec l o n i n gs i t e ( s )T I I中国科学技术大学博士学位论文缩略语 中国科学技术大学生命科学学院肿瘤分子生物学实验室马丽M WN F K BO R FT G F - BA R T SS T Sm o l e c u l a rw e i g h tn u c l e a rf a c t o r K Bo p e nr e a d i n gf r a m et r a n s f o r m
6、 i n gg r o w t hf a c t o rb e t aa p o p t o s i sr e l a t e dp r o t e i ni nt h eT G F 一1 3s i g n a l i n gp a t h w a yS t a u r o s p o r i nI V中国科学技术大学博士学位论文致谢 中国科学技术大学生命科学学院肿瘤分子生物学实验室马丽致谢本论文是在我的导师吴缅教授的悉心指导下完成的。导师渊博的学识、严谨的作风和丰富的工作经验使我终生受益，导师严谨的治学态度和极大的工作热情给我树立了榜样，导师在学业及生活上给我的关怀和照顾让我倍受感动。在肿瘤
7、分子生物学实验室的四年里，吴缅老师不仅培养了我对肿瘤分子与细胞生物学研究的浓厚兴趣，而且还极其注重锻炼我严谨的科研作风和独立思考的工作习惯。四年的博士生活有过辛酸、有过困难重重，但更多的是解决问题后的喜悦和充实。在这里我真正理解到作为一个真正的科学家应该具备的素质和条件为还有很长的路要走。值此论文完成之际谢!也了解到要想在自己热爱的学科有一番作我谨向恩师致以最崇高的敬意与衷心的感肿瘤分子生物学实验室充满了朝气和活力，我很有幸能在这里和众多优秀的同学度过四年的时光。在工作和学习期间，宋质银、冯珊珊、田绪、江鹏、杜文静、缪琳、王宣、褚萍、朱的娥、梅一德、谢伟、姚展、端珊珊、金雷、谢崇伟、李梅、徐晓
8、军、李楠、肖立成、N a s e rH o t i 、杨永辉、何晓松、陈优君、伊鹏、张唯、马俊、刘诗欣、翟志伟等同学在实验和生活上给了我许多无私的帮助和支持，在此向他们表示衷心的感谢。另外，我还要特别感谢张玉芝女士，是她出色的后勤工作保障了我们实验的顺利进行。在中科大生命科学学院的四年里，许多热心的领导和老师都给了我无私的关怀、鼓励、支持和帮助，我要感谢施蕴渝、牛立文、温龙平、王光辉、王玉珍、滕脉坤、田志刚、周江宁、周逸峰等教授，感谢白永胜、杨代霞老师在学习和工作中给我的帮助，感谢实验中心的工作人员在实验仪器的使用中给我的帮助。在此感谢R o c h e s t e r 医学中心的D i r
9、kB o h m a n n 博士提供U b i q u i t i n 质粒，感谢新加坡南洋理工大学的PC h e u n g 教授提供U b c H 5 b 。同时向吴家文、仲大莲、朱红艳表示感谢，感谢她们在我遇到困难的时候一次又一次的给予我精神上的鼓励!向我的父母及亲人致以深深的敬意，他们给予我的支持和关爱将是我学习和生活中国科学技术大学博士学位论文致谢 中国科学技术大学生命科学学院肿瘤分子生物学实验室马丽上永远的支柱和动力，我唯有加倍的努力和奋进才能对得起父母脸上的皱纹和额头的白发!最后，我要特别感谢我的朋友金祥华先生，是他的鼓励、支持和理解使我勇于面对并最终克服工作和生活上的一个个困
10、难和险阻。我要把顺利完成学业的第一喜悦献给他们!对在整个学习和论文完成期间所有关心、支持过我的老师、同学和朋友，在此一并表示感谢! 谨祝他们身体健康、工作顺利、家庭幸福、心想事成!I I中国科学技术大学博士学位论文第一部分文献综述( 细胞凋亡及其信号传导) 中国科学技术大学生命科学学院肿瘤分子生物学实验室马丽第一部分、文献综述( 细胞凋亡及其信号传导)第一章、细胞凋亡的概念及其基本特征一、什么是细胞凋亡细胞凋亡的原词A p o p t o s i sF h 两个拉丁字组成。A p o 指离开，p t o s i s 是落下，意思是细胞凋亡有如秋天落叶，到一定时候即失去生命力，遂即脱落。细胞凋亡
11、( a p o p t o s i s ) 是一种由基因控制的细胞自主性死亡方式，又叫细胞程序性死亡( p r o g r a m m e dc e l ld e a t h ，P C D ) 。它是由膜受体和细胞浆蛋白所执行的系列级联反应事件，于1 9 7 2 年由K e r r 等首次提出这个概念( K e r re ta 1 ，1 9 7 2 ) 。目前人们对凋亡的认识已经达到分子和基因水平，涉及凋亡的分子和基因繁多，调控机制复杂。9 0 年代以来，细胞凋亡的研究更被推到了生命科学的最前沿，形成了一个几乎涉及生物医学所有领域的前沿学科。十多年来，细胞凋亡的研究在阐明细胞形态变化、结构与功
12、能的关系、信号传导机制以及在发现与凋亡相关基因的工作中积累了大量的资料，这些知识使我们能更深入地了解凋亡与疾病的关系，并且更新人们对疾病发生的一些传统观念。由于细胞凋亡在生命活动中所具有的特殊重要性，2 0 0 2 年的诺贝尔生理及医学奖被授予在细胞凋亡研究中作出创造性贡献的三位科学家，他们分别是英国科学家悉尼布雷内( S y d n e yB r e n n e r ) 、约翰- 苏尔斯顿( J o h nE S u l s t o n ) 和美国科学家罗伯特- 霍维茨( H R o b e r tH o r v i t z ) ，以表彰他们为研究器官发育和程序性细胞死亡过程中的基因调节作用
13、所作出的重大贡献。中国科学技术大学博士学位论文第一部分文献练述( 细胞口习亡及其信号传导)中国科学技术大学生命科学学院肿瘤分子生物学实验室马丽二、坏死性死亡和凋亡的特征细胞死亡一般分为两种不同的形式，即坏死性死亡和凋亡。坏死性死亡( n e c r o s i s ) 是由于某些外界因素，如局部贫血、高热及物理、化学损伤或生物侵袭等引起的细胞急速死亡。而细胞凋亡是指在一定的生理或病理条件下，遵循自身程序，自己结束其生命的过程。最后，细胞往往脱落离体或裂解为若干凋亡小体( a p o p t o t i cb o d i e s ) ，而被细胞吞噬。这二者在出现过程中，从细胞的形态变化及组织定位
14、等方面均存在着不同。在细胞坏死过程中，首先是细胞膜通透性增加，内质网扩张，细胞骨架断裂，线粒体及核肿胀，细胞膜形成泡状结构( b l e b b i n g ) 。细胞内钙负荷导致线粒体不可逆转性功能失调，最后，溶酶体破坏，细胞膜破裂，核、细胞器、染色质释放。通常坏死伴随着严重的炎症反应，最终破坏的细胞碎片被巨噬细胞吞噬和消化。大多数细胞器溶解，而细胞核仍保持相对完整，且细胞坏死不需能量。细胞凋亡的过程和细胞死亡的过程有着截然不同的形态学变化。在凋亡过程中，首先，单个细胞与邻周细胞脱离，胞浆浓缩，而后，胞浆内的细胞器凝聚。凋亡过程的晚期，线粒体仍然保持着原有的功能。染色质浓缩，密度增高，呈半月
15、形，且靠近核膜，核仁裂解。染色质浓缩是细胞凋亡的一个主要形态学变化特征。最后，核破裂，形成1 8 0 - - 2 0 0 b p 的D N A 片段，细胞表面凸起，形成芽体( b u d s ) 。芽体与坏死过程中出现的泡状结构在形态上有明显的区别，芽体中含有染色质碎片，而后变成凋亡小体，被吞噬细胞吞噬。由于这种死亡过程不导致溶酶体及细胞膜破裂，没有细胞内含物外泄，故在凋亡细胞附近一般无炎性反应出现。对整个机体来说，凋亡过程实际上是机体内受损细胞和不需要细胞快速、无害、不改变组织功能的情况下被清除的过程。与坏死相比，细胞凋亡发生于分散的单个细胞，细胞凋亡需要能量。其生化标志为：胞内C a ”、
16、M g ”依赖性核酸内切酶激活，D N A 双链断裂，在凝胶电泳中呈“梯带”( D N Al a d d e 0 图谱。第二章、细胞凋亡的调节细胞凋亡的调节是十分复杂的过程。很多信号途径参与了细胞凋亡的调节，目前细胞凋亡信号转导通路主要包括外在途径( e x t r i n s i cp a t h w a y ，又称死亡受体凋亡途径) 、内在途径( i n t r i n s i cp a t h w a y ，又称线粒体凋亡途径) 以及内质网中国科学技术大学博士学饭论文 第一部分文献综述( 细胞弼亡狂其痔号传导)中国科学技术大学生命科学学院肿瘤分乎生物学蜜验室马尉逶貉，3 条通路蔻籀互密镯关联瓣，它稍帮p 5 3 、C m y c 、B c l 一2 家簇、S m a c D I A B L O 、抑制凋亡鬣自家族( 1 A P s ) 及胞内信号转导等通路构成一个复杂的网络对凋亡进行精细的调控。如下图A 所示：图A ：不同途径的凋亡通路示意图g l 垂：T h ei n h i b i t o r so fa p o p t o s i s ：t h
