第一章 细胞信号转导异常与疾病
1.试述G蛋白介导的信号转导途径 （G protein coupled receptor,GPCR）
AdRα2 AdRα1 AdRβ mAchR ETR Gs Gi Gq AC PLCβ ↓ ↓ cAMP DAG ← PIP2 → IP3 ↓ ↓ ↓ PKA → 靶基因转录 ← PKC Ca2+ ↓ 靶蛋白磷酸化 CaMPK 1.环磷酸腺苷-蛋白激酶A途径 (cAMP-PKA途径)
2.三磷酸肌醇、钙离子-钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径 (IP3、Ca2+-CaMPK 途径) 3.甘油二酯-蛋白激酶C途径 (DAG-PKC途径) 磷脂酶Cβ (PLCβ)
磷脂酰肌醇二磷酸（PIP2 ）
2.酪氨酸蛋白激酶介导的信号转导途径
(一) 受体酪氨酸蛋白激酶途径
MAPK(mitogen activated protein kinase) 丝裂原活化蛋白激酶 ERK(extracellular signal regulated kinase) 细胞外信号节激酶 MEK (MAPK effective kinase)
△ MAPK（ERK）广泛存在于细胞质内，能使底物蛋白分子内丝氨酸/苏氨酸磷酸化，近来发现其主要包括三种同功激酶，分别称为：
① ERKs：包括ERK1~ ERK8，在各种哺乳动物细胞中都有广泛表达。
② p38 MAPKs：包括p38α、-β、-γ和-δ四种异构体亚型，此亚族被发现的第一个代表性成员分子质量为38×103，故以p38 MAPKs命名，未受刺激时它们均分布于胞质中。
③ JNKs：全称为Jun N末端激酶/应激激活蛋白激酶（Jun N-terminal kinase, JNK/Stress activated protein kinase,SAPK），此亚族成员能够使Jun转录因子N末端的两个氨基酸磷酸化而命名。目前已克隆出10个JNK异构体，分别由JNK1、JNK2、JNK3基因编码。
三条通路：
1. 经ras蛋白激活丝裂原活化蛋白激酶途径（ras-MAPK途径） 2．经磷脂酶Cγ激活蛋白激酶C途径（PLCγ-PKC途径）
3．经磷脂酰肌醇3激酶激活蛋白激酶B途径 （PI3K-PKB途径）
（二）非受体酪氨酸蛋白激酶途径（Jak-STAT途径）
其调节机制及通路差异较大，配体主要有IL，INF等。以IFNγ为例： IFNγ→受体（细胞膜） ↓
Jak→STAT（细胞质） ↓
与DNA启动子活化序列结合（细胞核） ↓ 靶基因表达
Jak (just an other kinase , janus kinase , jak)
JAK是英文Janus kinase的缩写，Janus在罗马神话中是掌管开始和终结的两面神（JAK蛋白家 族共包括4个成员：JAK1、JAK2、JAK3以及Tyk2）
STAT (signal transducers and activators of transcription) 信号转导和转录激活因子 （目前已发现STAT家族有六个成员，即STAT1-STAT6）
一种JAK激酶可以参与多种细胞因子的信号转导过程，一种细胞因子的信号通路也可以激活多个JAK激酶，但细胞因子对激活的STAT分子却具有一定的选择性。例如IL-4激活STAT6，而IL-12却特异性激活STAT4。
JAK-STAT信号通路传递过程：细胞因子与相应的受体结合后引起受体分子的二聚化，使得JAK激酶与受体连接并相互接近通过交互的酪氨酸磷酸化作用而活化。JAK激活后催化受体上的酪氨酸残基发生磷酸化修饰，继而这些磷酸化的酪氨酸位点与周围的氨基酸序列形成“停泊位点”（docking site），同时STAT蛋白被招募到这个“停泊位点”。最后，激酶JAK催化结合在受体上的STAT蛋白发生磷酸化修饰，活化的STAT蛋白以二聚体的形式进入细胞核内与靶基因结合，调控基因的转录
第二章 细胞凋亡与疾病
1.细胞凋亡与坏死的比较
细胞凋亡与坏死比较
1.性质 2.诱导因素 3.生化特点 4.形态变化
凋 亡
生理或病理性，特异性 较弱刺激，非随机发生 主动过程，有新蛋白合成、耗能 胞膜及细胞器相对完整，
细胞皱缩，核固缩
坏 死 病理性，非特异性 强烈刺激，随机发生 被动过程，蛋白分解、不耗能 细胞肿胀、细胞结构全面溶解、破坏
5.DNA电泳 DNA片段化呈梯形 （180-200bp的倍数）
有DAN碎片、无序
6.炎症反应 7.凋亡小体 8.基因调控
2.细胞凋亡的形态学改变
无 有 有
有 有 无
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。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。
1.细胞膜的变化：细胞突起，表面皱褶消失；胞膜空泡化和出芽。
2.细胞质的变化：胞质浓缩，体积缩小；细胞器变化：线粒体变大，内质网腔扩大。增殖的内质网在凋亡细胞形成自噬体过程中提供包裹膜。
3.细胞核的变化：染色质浓缩、边集，核碎片（核残块）。
4.细胞凋亡小体形成：胞膜皱缩内陷，分割包裹胞质，内含DNA物质及细胞器，形成泡状小体称为凋亡小体。这是凋亡细胞特征性的形态学改变。凋亡小体呈圆形或椭圆形，小体内的成分主要是胞
质、细胞器和核碎片。凋亡小体形成后迅速被邻近细胞（巨噬细胞）吞噬、消化。整个凋亡过程没有细胞内容物的外漏，因而不伴有局部的炎症反应，也无纤维化现象。
3.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。
4.线粒体凋亡通路。
细胞凋亡的早期就会出现线粒体内膜通透性增大，线粒体跨膜电位（△ψm）明显下降。在毒物（如鱼藤酮、原卟啉Ⅸ、百草枯等）诱导的肝细胞凋亡、兴奋性递质（谷氨酸）诱导的神经元凋亡，必须生长因子的缺乏引起的相应细胞凋亡，糖皮质激素诱导的淋巴细胞凋亡等，皆证实了早期的线粒体△ψm的明显下降。△ψm的下降可能主要是由于线粒体通透性转换孔（permeability transition pore，PTP）的改变，PTP的改变使线粒体的能量代谢障碍，释放氧自由基及蛋白酶和核酸内切酶的激活剂等，进而诱发凋亡。体内、外实验证明，阻止线粒体通透性的改变可以防止细胞凋亡，例如：用Bcl-2可以阻止细胞凋亡，在于它能升高线粒体的跨膜电位和阻止线粒体通透性改变。 目前认为，线粒体膜功能和结构上的完整性被破坏引起细胞凋亡的可能机制是（图8-3）：线粒体内、外膜之间的PTP具有调节线粒体膜通透性的作用。正常情况下，绝大多数PTP处于关闭状态。当线粒体△ψm在各种凋亡诱导因素作用下降低时PTP开放，导致线粒体膜通透性增大，使细胞凋亡的启动因子如：细胞色素C（Cyt.C）、凋亡蛋白酶激活因子(Apaf)和凋亡诱导因子（AIF）等从线粒体内释放出来。Cyt.C与Apaf相互作用可激活caspase-9，而AIF是一种核基因组编码的，分子量为50kD的膜间蛋白，可快速激活核酸内切酶，并增强caspase-3的水解活性。Bcl-2具有恢复△ψm和调制PTP功能的作用，因而可阻止上述凋亡启动因子从线粒体向外释放，切断了细胞凋亡级联式反应中的关键性环节，所以具有很强的抗细胞凋亡的作用。
氧化应激、钙稳态失衡、线粒体损伤三者在细胞凋亡的发生上既可单独启动，又可联合作用，是许多凋亡诱导因素的共同通路，事实上这三种机制常常是互相联系，互为因果，故有学者把上述三个学说合而为一，提出了细胞凋亡的恶性网络假说（deleterious network hypothesis），以求更全面的
解释细胞凋亡发生的机制。
线粒体通路又称内凋亡通路，与线粒体膜通透性改变有密切关系。如：线粒体内膜通透性增大，线粒体内膜的跨膜电位下降，能量合成水平显著降低等。有证据表明在凋亡细胞出现DNA片段化之前，先有线粒体内膜的跨膜电位下降，而线粒体内膜的跨膜电位下降是线粒体膜通透性增加的结果。caspase-9是细胞凋亡线粒体通路启动的关键步骤。
5.细胞凋亡信号转导系统
6.细胞凋亡的分子机制
第三章 自由基与疾病
1.自由基的基本概念、作用、自由基链式反应的过程、生物体内几种常见的活性氧及活性氮。 自由基：又称游离基，是指化合物的分子在光热等外界条件下，共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的离子、原子、原子团或分子。
作用：在生理情况下，自由基作为机体的正常代谢产物，具有抗菌、消炎和抑制肿瘤等作用。 自由基链式反应过程：因自由基含未配对的电子,所以极不稳定,会从邻近的分子上夺取电子,让自己处于稳定的状态.这样一来,邻近的分子又变成一个新的自由基,然后再去夺取电子.如此下去,即自由基链式反应。 活性氧：超氧阴离子自由基（ ）、羟自由基（ ）以及衍生物如过氧化氢（ ）、单线态氧（ ），以及脂质过氧化物。
活性氮：一氧化氮（ ）、过氧亚硝基阴离子。
第四章细胞因子与疾病
1. 细胞因子的分类及生物学活性有哪些？
细胞因子可被分为六类：白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子、生长因子和趋化性细胞因子。
细胞因子的生物学活性有：①抗细菌作用；②抗病毒作用；③调节特异性的免疫反应；④诱导凋亡；⑤刺激造血
2.试述细胞因子是如何介导和调节特异性免疫应答的？
特异性免疫应答中免疫细胞的激活、生长、分化和发挥效应都受到细胞因子的精细调节。 ①在免疫应答识别和激活阶段，有多种细胞因子可刺激免疫活性细胞的增殖。IL-2和IL-15刺激T淋巴细胞的增生；IL-6和IL-3刺激B淋巴细胞增生；IL-15刺激自然杀伤细胞增生；IL-5刺激嗜酸性粒细胞增生。
②在免疫应答识别和激活阶段，也有多种细胞因子刺激免疫活性细胞的分化。IL-12促进未致敏的
++
CD4T淋巴细胞分化成Th1细胞，IL-4促进未致敏的CD4T淋巴细胞分化成Th2细胞。B细胞在分