医学遗传学课件（9-16）_13线粒体与疾病

13线粒体与疾病 mitochondrial diseases

13 线粒体与疾病 mitochondrial diseases

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CELL MONEY ATP ENERGY COIN

CELL MONEY ATP: ENERGY COIN

Mitochondrial Division intermembrane space Cyto Matrix (see Figure 9) Innner Membrane Outer Membrane HHH ATP synthase NADH-Q H Reductase。 ONAD ADP+ HP ATP Inner Mem br ane Matrix"2° MatI +10 ADP +Pi ③ nh+ oxida Elementary ATP (FI particle) embrane Space

线粒体研究的几个方 i面 核编码蛋白进入线粒体的机制 线粒体与细胞死亡 线粒体医学 线粒体疾病 线粒体治疗 线粒体的起源

线粒体研究的几个方面 核编码蛋白进入线粒体的机制 线粒体与细胞死亡 线粒体医学 线粒体疾病 线粒体治疗 线粒体的起源

线粒体与细胞死亡 细胞凋亡的研究已经从细胞核控制凋亡过程的 研究部分地转移到线粒体控制凋亡过程的研究 上来。现在人们已接近达成一个共识,即接受 线粒体是决定细胞死亡的又一“战场

一、线粒体与细胞死亡 细胞凋亡的研究已经从细胞核控制凋亡过程的 研究部分地转移到线粒体控制凋亡过程的研究 上来。现在人们已接近达成一个共识，即接受 线粒体是决定细胞死亡的又一“战场

线粒体控制细胞死亡的证据 ※不管死亡细胞的类型是什么,也不管导致细胞死亡的因素是什么, 细胞死亡(包括凋亡和坏死)的共同特征是在细胞死亡前都有线粒 体膜通透性改变( mitochondrial permeability transition ②相对于其他细胞生物学指标(包括 caspase)而言,线粒体通透性 的改变是预测细胞死亡更有价值的指标; ③加大原凋亡效应物( proapoptotic effectors的作用剂量可通过作用 于线粒体膜而诱导线粒体膜通透性的改变 紫④Bc1-2家族中抑制凋亡的成员能与线粒体膜蛋白产生交叉反应,通 过其抑制线粒体膜通透性而抑制细胞凋亡; 鱉⑤通过特异性药物抑制线粒体膜的通透性可阻止或延缓细胞死亡; 戏⑥无细胞系统( cell-free system)已分离出一些线粒体蛋白,它们具 有水解酶(如 caspase和 nuclease)活性。 这些研究都说明线粒体构成了导致细胞死亡的一个或几个关键步骤

线粒体控制细胞死亡的证据 不管死亡细胞的类型是什么，也不管导致细胞死亡的因素是什么， 细胞死亡（包括凋亡和坏死）的共同特征是在细胞死亡前都有线粒 体膜通透性改变（mitochondrial permeability transition）； ②相对于其他细胞生物学指标（包括caspase）而言，线粒体通透性 的改变是预测细胞死亡更有价值的指标； ③加大原凋亡效应物（proapoptotic effectors）的作用剂量可通过作用 于线粒体膜而诱导线粒体膜通透性的改变； ④Bcl-2家族中抑制凋亡的成员能与线粒体膜蛋白产生交叉反应，通 过其抑制线粒体膜通透性而抑制细胞凋亡； ⑤通过特异性药物抑制线粒体膜的通透性可阻止或延缓细胞死亡； ⑥无细胞系统（cell-free system）已分离出一些线粒体蛋白，它们具 有水解酶（如caspase和nuclease）活性。 这些研究都说明线粒体构成了导致细胞死亡的一个或几个关键步骤

Role of Toxins in ATP Depletion, oxidative Stress Acidosis, and glycolysis Stress Decreased oxidative phosphorylation (Kreb's cycle) ATP DEPELTION Oxygen deprivation Lipase activati Phospholipase A2 Depolymerizes not activated actin filaments and some cell junctions Alter the flow of arachidonic acid is Compromises potassium in not released from cell integrity and [三 skeletal cytoskeleton muscles by affecting the Calmodulin increased K-ATPase may be from muscular in c Releases Compromised Arachidonic acid needs ATP to arachidonic acid electrolyte from control Breakdown of detoxify via the phospholipids mechanism cell phospholipids leukotriene b4 Leukotriene arachidonic acid (LTB4) pathway Stimulates would only use can detoxify phospholipase ATP-dependent leads to lower more ATP and requires A A2. release Ubiquitin pathway arachidonic increases pH without exacerbate the acid from proteolysis during Kreb's phospholipids acidosis cycle LTB4 Calmodulin ACIDOSIS Prostaglandin production binds to production with induced by calcium cyclooxygenase calcium regulates released by glycolysis Causes efflux of ATP: PGE2 potassium an Acidosis protects produced instead against cell death ATP depletion response and diesterase compromising nd actin ain due to ectrolyte cytoskeleton imbalance depolymerization oDonna Fezler 1997

Stresses to cell Ischaemia/reperfusion Chemical toxins Damage to intracellula components High ATP Low ATP Further da Ceil survives LIFE Judge and executioner DEATH chondrial Permeability TA cakium induced non-specific M1ochondne ner A soles c 150adaoos very selectEe parmabtty Mochica bocom。|ay fer ATP Sa幅 ATP synthesis Triggered by high matix[Ca] ATP breakdown cel‖ines Sensitised to c切 Cell dies Low ader ne nudecsces High phosphate exponence in response to varus toxins and ischaemia and reperfusion

normal cell apoptotic cell E-o月-0>- poptotic cell 2448 Time of glucose deprivation treat ment (hour) 1 8642086420 一一二一 00.5123 692448 Time of glucose deprivation treament (hour)