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【摘要】目的研究細(xì)胞凋亡現(xiàn)象發(fā)生的分子機(jī)理。方法采用文獻(xiàn)回顧的方法對細(xì)胞凋亡現(xiàn)象發(fā)生的分子機(jī)理進(jìn)行綜述。結(jié)果影響細(xì)胞凋亡的生物學(xué)機(jī)制十分復(fù)雜，有多種因子、基因和蛋白參與細(xì)胞凋亡，如神經(jīng)生長因子（NGF）、熱休克蛋白（HSP）和bcl-2家族等等。結(jié)論細(xì)胞凋亡受多種生物因子影響和調(diào)節(jié)。

【關(guān)鍵詞】細(xì)胞凋亡因子基因蛋白

細(xì)胞凋亡（cellapoptosis）是借用古希臘語，表示細(xì)胞像秋天的樹葉一樣凋落的死亡方式，細(xì)胞遵循自身的程序，自己結(jié)束其生命，最后裂解為若干凋亡小體而被其他細(xì)胞吞噬。1972年Kerr最先提出這一概念。細(xì)胞凋亡是生命的基本現(xiàn)象，是維持體內(nèi)細(xì)胞數(shù)量動(dòng)態(tài)平衡的基本措施。在胚胎發(fā)育階段通過細(xì)胞凋亡清除多余的和已完成使命的細(xì)胞，保證了胚胎的正常發(fā)育；在成年階段通過細(xì)胞凋亡清除衰老和病變的細(xì)胞，保證了機(jī)體的健康。細(xì)胞凋亡是受基因調(diào)控的精確過程。細(xì)胞凋亡包含著極為復(fù)雜的分子生物學(xué)機(jī)制，現(xiàn)將就凋亡相關(guān)分子機(jī)制做一個(gè)簡要總結(jié)。

1細(xì)胞凋亡途徑

細(xì)胞凋亡的途徑主要有兩條，一條是細(xì)胞表面凋亡受體介導(dǎo)的通過胞外信號(hào)激活細(xì)胞內(nèi)的凋亡酶Caspase-8，一條是通過線粒體釋放凋亡酶激活因子激活Caspase-9?；罨腃aspase-8和Caspase-9均可激活Caspase-3，將細(xì)胞內(nèi)的重要蛋白降解，引起細(xì)胞凋亡［1，2］，見圖1。

1.1表面凋亡受體Fas介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡細(xì)胞表面的凋亡受體是屬于腫瘤壞死因子受體（TNFR）家族的跨膜蛋白，它們包括Fas（Apo-1/CD95）、TNFR1、DR3/WSL、DR4/TRAIL-R1和DR5/TRAIL-R2。其配體屬于TNF家族，目前已比較清楚的是Fas介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑。

Fas具有三個(gè)富含半胱氨酸的胞外區(qū)和一個(gè)稱為死亡結(jié)構(gòu)域（Deathdomain，DD）的胞內(nèi)區(qū)。Fas的配體FasL（Fasligand）與Fas結(jié)合后，F(xiàn)as三聚化使胞內(nèi)的DD區(qū)構(gòu)象改變，然后與接頭蛋白FADD（Fasassociateddeathdomain）的DD區(qū)結(jié)合，而后FADD的N端DED區(qū)（deatheffectordomain）就能與Caspase-8（或-10）前體蛋白結(jié)合，形成DISC（death-inducingsignalingcomplex），引起Caspase-8、10通過自身剪激活，它們啟動(dòng)Caspase的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，使Caspase-3、-6、-7激活，這幾種Caspase可降解胞內(nèi)結(jié)構(gòu)蛋白和功能蛋白，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡［3］。

Caspase可激活名叫CAD（caspase-activatedDnase）的核酸酶，CAD能在核小體的連接區(qū)將其切斷，形成約為200bp整數(shù)倍的核酸片段。正常情況下CAD存在于胞質(zhì)中，并且與抑制因子ICAD/DFF-45蛋白結(jié)合，不能進(jìn)入細(xì)胞核。Caspase活化后可以降解ICAD/DFF-45，釋放出CAD，使它進(jìn)入細(xì)胞核降解DNA。

Fas介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡還可能以神經(jīng)酰胺作為第二信使傳遞信號(hào)，通過激活一系列蛋白激酶和轉(zhuǎn)錄因子最終激活共同信號(hào)傳遞通路，引起細(xì)胞凋亡，這一過程被稱為神經(jīng)鞘磷脂循環(huán)［4］。另外，有絲分裂原蛋白激酶（MAPA）的兩個(gè)亞類JNK和EPK也可以傳遞Fas基因的凋亡信號(hào)［5］。

Fas/FasL系統(tǒng)在免疫系統(tǒng)中具有重要的作用，其一是參與免疫調(diào)節(jié)，活化成熟的外周T細(xì)胞主要通過Fas/FasL系統(tǒng)介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡清除與自身抗原有交叉反應(yīng)的克隆和由自身抗原激活的細(xì)胞克隆，以限制T細(xì)胞克隆的無限增殖，防止對自身組織的損傷，即產(chǎn)生外周免疫耐受。淋巴細(xì)胞凋亡異常導(dǎo)致的免疫耐受失控，是自身免疫性疾病的主要病因。其二是細(xì)胞毒T細(xì)胞（CTL）可以通過FasL誘導(dǎo)靶細(xì)胞凋亡，但遺憾的是，某些腫瘤細(xì)胞也可以通過這一途徑誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡，從而逃脫免疫監(jiān)控。

1.2線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)或凋亡信號(hào)能引起線粒體細(xì)胞色素c釋放，作為凋亡誘導(dǎo)因子，細(xì)胞色素c能與Apaf-1、Caspase-9前體、ATP/dATP形成凋亡體（apoptosome），然后召集并激活Caspase-3，進(jìn)而引發(fā)caspases級(jí)聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡［6］。目前普遍認(rèn)為細(xì)胞色素是通過線粒體PT孔或Bcl-2家族成員形成的線粒體跨膜通道釋放到細(xì)胞質(zhì)中的。

線粒體PT孔（permeabilitytransitionpore）主要由位于內(nèi)膜的腺苷轉(zhuǎn)位因子（Adeninenucleotidetranslocator，ANT）和位于外膜的電壓依賴性陰離子通道（Voltagedependentanionchannel，VDAC）等蛋白所組成，PT孔開放會(huì)引起線粒體跨膜電位驅(qū)散［7］和細(xì)胞色素c、凋亡因子AIF等［8］釋放。Bcl-2家族蛋白對于PT孔的開放和關(guān)閉起關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用，促凋亡蛋白Bax等可以通過與ANT或VDAC的結(jié)合介導(dǎo)PT孔的開放，而抗凋亡類蛋白如Bcl-2、Bcl-xL等則可通過與Bax競爭性地與ANT結(jié)合，或者直接阻止Bax與ANT、VDAC的結(jié)合來發(fā)揮其抗凋亡效應(yīng)。

Bcl-2家族的結(jié)構(gòu)和能形成離子通道的一些毒素（如大腸桿菌毒素）非常相似。插入膜結(jié)構(gòu)中形成較大的通道［9］，允許細(xì)胞色素c等蛋白質(zhì)通過，這可能是細(xì)胞色素c釋放的另一個(gè)途徑。

在線蟲中ced-3和ced-4的缺失突變抑制所有發(fā)育階段的細(xì)胞死亡。在哺乳動(dòng)物中，盡管Apaf-1基因缺失的小鼠沒有caspase活化，但除了神經(jīng)細(xì)胞過多外，大多數(shù)器官發(fā)育是正常的。近年來的研究發(fā)現(xiàn)隨細(xì)胞色素c釋放的蛋白還有Smac（secondmitochondria-derivedactivatorofcaspase）、凋亡誘導(dǎo)因子（apoptosisinducingfactor，AIF）和核酸內(nèi)切酶G（EndoG）。Smac能通過N端的幾個(gè)氨基酸與IAPs（凋亡抑制蛋白）的BIR結(jié)構(gòu)域結(jié)合，從而解除IAP對Caspase的抑制；AIF（一種依賴于黃素的一種氧化還原酶）則引起核固縮和染色質(zhì)斷裂；EndoG可以使DN段化?？梢娂词乖贑aspase不參與的情況下，由線粒體途徑仍可引起細(xì)胞凋亡。

在對Fas應(yīng)答的細(xì)胞中，一型細(xì)胞（typeI），如胸腺細(xì)胞，其Caspase-8有足夠的活性，被Fas活化后導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，在這類細(xì)胞中高表達(dá)Bcl-2不能抑制Fas誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。在二型細(xì)胞（typeII），如肝細(xì)胞中，F(xiàn)as介導(dǎo)的Caspase-8活化不能達(dá)到足夠的水平，因此這類細(xì)胞中的凋亡信號(hào)需要借助凋亡的線粒體途徑來放大。活化的Caspase-8將胞質(zhì)中的Bid剪切，形成活性分子tBid（truncatedBid），tBid進(jìn)入線粒體，導(dǎo)致細(xì)胞色素c釋放，使凋亡信號(hào)放大。

2凋亡相關(guān)因子

2.1神經(jīng)生長因子（nervegrowthfactor，NGF）NGF是典型的神經(jīng)營養(yǎng)因子，能促進(jìn)中樞神經(jīng)元的分化、生長及存活。神經(jīng)元發(fā)生凋亡與NGF有密切關(guān)系，剝奪細(xì)胞生長所需的NGF能激活CPP32（一種誘導(dǎo)凋亡的蛋白水解酶），通過凋亡機(jī)制導(dǎo)致神經(jīng)元死亡［10］。

目前研究認(rèn)為，NGF通過兩種受體蛋白起作用。一種是神經(jīng)生長因子低親和力受體（LNGFR）或簡稱P75［11］，另一種是神經(jīng)生長因子高親和力受體（HNGFR），它是由原癌基因Trk編碼的一種酪氨酸蛋白激酶受體，稱TrkA［12］。P75，多數(shù)報(bào)道認(rèn)為周圍神經(jīng)系統(tǒng)的感覺神經(jīng)元、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元及交感神經(jīng)元在胚胎及生長發(fā)育時(shí)表達(dá)P75，成年期不表達(dá)；也有報(bào)道認(rèn)為成年基底前腦膽堿能神經(jīng)元始終有P75表達(dá)。P75的胞外部分與腫瘤壞死因子（TNF）受體、人細(xì)胞表面抗原（Fas）、B細(xì)胞抗原CD40等凋亡相關(guān)受體結(jié)構(gòu)相似，其表達(dá)能促進(jìn)細(xì)胞凋亡。于是NGF被認(rèn)為是有促進(jìn)周圍神經(jīng)損傷修復(fù)的功能，其作用機(jī)理可能是NGF與P75結(jié)合而阻斷P75誘導(dǎo)神經(jīng)元死亡的活性，從而阻止神經(jīng)元的死亡，促進(jìn)損傷神經(jīng)的修復(fù)［13］。TrkA被認(rèn)為是NGF的功能性受體，傳導(dǎo)NGF的信號(hào)，促進(jìn)神經(jīng)再生。

在基因及蛋白水平上，有研究表明，c-myc信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)激活后，如有足夠的NGF持續(xù)作用，細(xì)胞可以生長并增殖；否則發(fā)生凋亡。在神經(jīng)元發(fā)育過程中，NGF的存在對Bcl-2功能有促進(jìn)作用，NGF不存在時(shí)Bcl-2就失活，因此推測NGF與Bcl-2相耦聯(lián)是抑制細(xì)胞凋亡的途徑之一，但GNF與Bcl-2之間的確切關(guān)系還有待研究和證實(shí)［14］。

此外，有實(shí)驗(yàn)證明NGF可減少由于缺少葡萄糖所引起的培養(yǎng)鼠海馬隔區(qū)或皮質(zhì)神經(jīng)元中Ca2+的升高，在培養(yǎng)的交感神經(jīng)元中維持Ca2+的穩(wěn)定，并可影響細(xì)胞內(nèi)Na+/K+濃度比，改變興奮性氨基酸（EAA）受體對EAA的反應(yīng)性，從而保護(hù)神經(jīng)元免受EAA引起的損傷［15］。NGF還可調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)氧化-抗氧化系統(tǒng)平衡。

2.2腫瘤壞死因子（tumornecrosisfactor，TNF）TNF家族成員有：TNF-α、LT-α、LT-β、FasL、CD40L、CD30L、CD27L、4-1BBL、OX40L、TRAIL、TRANCE、TWEAKE等。TNF家族成員都是II型跨膜蛋白，并且在C端胞膜外區(qū)有一段同源序列。多數(shù)TNF超家族的成員都有可溶性形式，這些可溶性蛋白都是由成熟膜蛋白被蛋白酶消化而形成的，并都有多聚化的傾向。有些分子的功能形式就是可溶性方式。

TNF受體家族成員有：TNFR1、TNFR2、Fas、CD40、NGF-R、CD30、TNF-RP、PV-T2、PV-A53R、4-1BB、OX40、CD27、DR3、CAR1、DR4、DR5、DR6、TRID等。除了個(gè)別成員外，TNF受體超家族的成員都屬I型跨膜糖蛋白，由4個(gè)部分組成：信號(hào)肽、富含半胱氨酸的胞外區(qū)、跨膜區(qū)及胞內(nèi)區(qū)。這些受體中TNFR1、Fas、NGFR、DR3、CAR1、DR4包含有死亡結(jié)構(gòu)域（deathdomain,DD）。

當(dāng)TNF家族成員與細(xì)胞膜上的相應(yīng)受體結(jié)合，激活受體，可導(dǎo)致受體胞內(nèi)的死亡區(qū)域（DD）三聚化，從而啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)的Caspase信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

2.3干擾素IFNIFN-γ可單獨(dú)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，可增強(qiáng)TNF誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，還可增強(qiáng)Fas介導(dǎo)的凋亡［16］。

2.4白細(xì)胞介素-1β轉(zhuǎn)化酶（ICE）白細(xì)胞介素-1β轉(zhuǎn)化酶是新一族細(xì)胞凋亡蛋白酶，雖然目前對哺乳動(dòng)物的細(xì)胞凋亡機(jī)理尚未完全清楚，但是實(shí)驗(yàn)表明ICE族蛋白酶為凋亡機(jī)構(gòu)的主要成分，有人將ICE稱為細(xì)胞凋亡“劊子手”。轉(zhuǎn)染了ice基因的Rat-1成纖維細(xì)胞表達(dá)的ICE，能夠誘發(fā)細(xì)胞凋亡［17］；CrmA蛋白特異地抑制ICE活性，即使在除去NGF的雞背根節(jié)神經(jīng)元也不發(fā)生凋亡，同時(shí)也能防止膜蛋白（Fas）抗體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡［18］；在哺乳動(dòng)物細(xì)胞凋亡中活化的ICE族蛋白酶特異地酶解死亡底物PARP，產(chǎn)生85kD片段［19］。

2.5轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforminggrowthfactor-β，TGF-β）TGF-β可直接抑制神經(jīng)元凋亡，影響某些調(diào)節(jié)凋亡的基因表達(dá)，如Bcl-2家族，但對Bax無影響。在培養(yǎng)海馬錐體神經(jīng)元細(xì)胞時(shí)，TGF-β可保護(hù)細(xì)胞免受輻射誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡［20］。其機(jī)理與抑制興奮性氨基酸的神經(jīng)毒性作用、保護(hù)細(xì)胞內(nèi)Ca2+穩(wěn)態(tài)、促進(jìn)Bcl-2表達(dá)有關(guān)

2.6凋亡酶激活因子-1（apoptoticproteaseactivatingfactor-1，Apaf-1）Apaf-1被稱為凋亡酶激活因子-1（apoptoticproteaseactivatingfactor-1），在線蟲中的同源物為ced-4，在線粒體參與的凋亡途徑中具有重要作用，該基因敲除后，小鼠神經(jīng)細(xì)胞過多，腦畸形發(fā)育。Apaf-1含有3個(gè)不同的結(jié)構(gòu)域：（1）CARD（caspaserecruitmentdomain）結(jié)構(gòu)域，能召集Caspase-9；（2）ced-4同源結(jié)構(gòu)域，能結(jié)合ATP/dATP；（3）C端結(jié)構(gòu)域，含有色氨酸/天冬氨酸重復(fù)序列，當(dāng)細(xì)胞色素c結(jié)合到這一區(qū)域后，能引起Apaf-1多聚化而激活。Apaf-1具有激活Caspase-3的作用，而這一過程又需要細(xì)胞色素c（Apaf-2）和Caspase-9（Apaf-3）參與。Apaf-1/細(xì)胞色素c復(fù)合體與ATP/dATP結(jié)合后，Apaf-1就可以通過其CARD結(jié)構(gòu)域召集Caspase-9，形成凋亡體（apoptosome），激活Caspase-3，啟動(dòng)Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)。

2.7Ca2+鈣離子具有神經(jīng)毒性，特別是在介導(dǎo)細(xì)胞凋亡方面，Mcconkey［21］認(rèn)為胞漿Ca2+升高通過兩條途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，一是胞外Ca2+內(nèi)流促使胞漿Ca2+持續(xù)升高，作為凋亡信號(hào)啟動(dòng)細(xì)胞凋亡；二是Ca2+的釋放打破了細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，使得細(xì)胞凋亡效應(yīng)系統(tǒng)的關(guān)鍵成分開始與細(xì)胞結(jié)構(gòu)正常時(shí)不能接觸到的基質(zhì)接觸，從而觸發(fā)細(xì)胞凋亡。胞漿Ca2+濃度升高或分布改變誘發(fā)細(xì)胞凋亡，其作用方式主要有以下幾種：信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方式；激活核酸內(nèi)切酶方式；激活轉(zhuǎn)谷氨酰胺方式。Kroemer［22］則認(rèn)為，凋亡因子使線粒體通透性升高，造成線粒體膜電位和生物合成破壞，細(xì)胞的能量代謝受損，氧化呼吸鏈解耦聯(lián)，線粒體內(nèi)Ca2+釋放，細(xì)胞內(nèi)ROS增多，谷胱甘肽減少，從而激活核酸內(nèi)切蛋白酶，使細(xì)胞內(nèi)Ca2+分布改變，細(xì)胞發(fā)生凋亡。

3凋亡相關(guān)基因和蛋白酶

3.1bcl-2家族基因bcl-2抗細(xì)胞凋亡的作用機(jī)理有以下幾方面：（1）抑制Ca2+的釋放。應(yīng)用轉(zhuǎn)基因方法發(fā)現(xiàn)，bcl-2高表達(dá)可抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放Ca2+，故推測bcl-2對細(xì)胞凋亡的抑制作用可能與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中Ca2+有關(guān)。Lam等［23］亦報(bào)道鈣泵特異性抑制劑TG誘導(dǎo)的WEH17.2等細(xì)胞凋亡可被bcl-2抑制，其原因是bcl-2抑制了鈣離子的跨膜流動(dòng)，提示bcl-2可通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鈣離子來調(diào)節(jié)凋亡。然而Wei等［24］在神經(jīng)元細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，bcl-2雖可抑制TG誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，但并不能抑制TG誘導(dǎo)的鈣離子濃度升高。（2）bcl-2通過阻止促細(xì)胞凋亡基因信號(hào)傳遞或阻止這些誘導(dǎo)基因產(chǎn)物發(fā)揮作用。（3）細(xì)胞內(nèi)抗氧化作用［25］。Bcl-2可通過抑制氧自由基而發(fā)揮抗細(xì)胞凋亡作用。以往研究表明，在去除生長因子所誘發(fā)的凋亡中，活性氧是觸發(fā)細(xì)胞死亡的主要誘因；bcl-2的過度表達(dá)可減少氧自由基的產(chǎn)生和脂質(zhì)過氧化物的形成。Cai等［26］研究表明，bcl-2的抗氧化作用是間接的，即可能在于抑制超氧陰離子的產(chǎn)生而不是直接清除活性氧，而bcl-2的這種抑制超氧陰離子的作用與其能抑制細(xì)胞色素C的釋放有關(guān)；此外還發(fā)現(xiàn)bcl-2能增加細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽（GSH）等抗氧化劑，提高NAD+/NADH的比例。目前已分離出多種與bcl-2同源的家族成員，如bcl-x、bax、bad、mcl-1和BHRF-1等，它們編碼的蛋白質(zhì)有的抑制凋亡，有的促進(jìn)凋亡，在體內(nèi)bcl-2基因家族的成員通常以二聚體的形式而發(fā)揮作用，如bcl-2/bax和bcl-x抑制細(xì)胞凋亡，而bad/bax、bax/bax和bcl-2/bcl-xs則促進(jìn)細(xì)胞凋亡。同一基因家族的成員何以具有兩種截然不同的功能，尚有待進(jìn)一步觀察。

3.2c-myc在許多人類惡性腫瘤細(xì)胞中都發(fā)現(xiàn)有c-myc的過度表達(dá)，它能促進(jìn)細(xì)胞增殖、抑制分化。在凋亡細(xì)胞中c-myc也是高表達(dá)，作為轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，一方面它能激活那些控制細(xì)胞增殖的基因，另一方面也激活促進(jìn)細(xì)胞凋亡的基因，給細(xì)胞兩種選擇：增殖或凋亡。當(dāng)生長因子存在，Bcl-2基因表達(dá)時(shí)，促進(jìn)細(xì)胞增殖，反之細(xì)胞凋亡。

3.3P53基因是一種抑癌基因，其生物學(xué)功能是在G期監(jiān)視DNA的完整性。如有損傷，則抑制細(xì)胞增殖，直到DNA修復(fù)完成。如果DNA不能被修復(fù)，則誘導(dǎo)其凋亡，研究發(fā)現(xiàn)喪失p53功能的小鼠胸腺細(xì)胞對糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的凋亡反應(yīng)和正常細(xì)胞相同，而對輻射誘導(dǎo)的凋亡不敏感。

3.4即早基因（immediateearlygenes，IEGs）真核細(xì)胞內(nèi)廣泛存在C-fos，C-jun等即刻早期基因（IEGs）。Fos和jun蛋白通過亮氨酸拉鏈形成異源二聚體激活蛋白-1（AP-1），參與神經(jīng)細(xì)胞的信息傳遞、生長、分化和損傷修復(fù)等。在細(xì)胞凋亡中，無論是神經(jīng)元或膠質(zhì)細(xì)胞，凋亡細(xì)胞的細(xì)胞核和胞質(zhì)均可見選擇性的c-jun的過度表達(dá)，證明C-jun在細(xì)胞凋亡中的重要作用。

3.5APO-1/FASFas又稱作APO-1/CD95，屬TNF受體家族。Fas基因編碼產(chǎn)物為分子量45KD的跨膜蛋白，分布于胸腺細(xì)胞，激活的T和B淋巴細(xì)胞，巨噬細(xì)胞，肝、脾、肺、心、腦、腸、睪丸和卵巢細(xì)胞等。Fas蛋白與Fas配體結(jié)合后，會(huì)激活Caspase，導(dǎo)致靶細(xì)胞走向凋亡。

3.6ATM基因ATM（ataxiatelangiectasia-mutatedgene）是與DNA損傷檢驗(yàn)有關(guān)的一個(gè)重要基因。最早發(fā)現(xiàn)于毛細(xì)血管擴(kuò)張性共濟(jì)失調(diào)癥患者，人類中大約有1%的人是ATM缺失的雜合子，表現(xiàn)出對電離輻射敏感和易患癌癥。正常細(xì)胞經(jīng)放射處理后，DNA損傷會(huì)激活修復(fù)機(jī)制，如DNA不能修復(fù)則誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。ATM是DNA損傷檢驗(yàn)點(diǎn)的一個(gè)重要的蛋白激酶。

3.7Caspases家族Caspase屬于半胱氨酸蛋白酶，相當(dāng)于線蟲中的ced-3，這些蛋白酶是引起細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵酶，一旦被信號(hào)途徑激活，能將細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)降解，使細(xì)胞不可逆的走向死亡。它們均有以下特點(diǎn)：（1）酶活性依賴于半胱氨酸殘基的親核性；（2）總是在天冬氨酸之后切斷底物，所以命名為Caspase（cysteineaspartate-specificprotease），方便起見本文稱之為凋亡酶；（3）都是由兩大、兩小亞基組成的異四聚體，大、小亞基由同一基因編碼，前體被切割后產(chǎn)生兩個(gè)活性亞基。

最早發(fā)現(xiàn)人類中與線蟲ced-3同源的基因是ICE，即：白介素-1β轉(zhuǎn)換酶（Interleukin-1β-convertingenzyme）基因，因該酶能將白介素前體切割為活性分子，故名。通過cDNA雜交和查找基因組數(shù)據(jù)庫，在人類細(xì)胞中已發(fā)現(xiàn)11個(gè)ICE同源物，分為2個(gè)亞族（subgroup）：ICE亞族和CED-3家族，前者參與炎癥反應(yīng)，后者參與細(xì)胞凋亡，又分為兩類：一類為執(zhí)行者（executioner或effector），如Caspase-3、6、7，它們可直接降解胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)蛋白和功能蛋白，引起凋亡，但不能通過自催化（autocatalytic）或自剪接的方式激活；另一類為啟動(dòng)者（initiator），如Caspase-8、9，受到信號(hào)后，能通過自剪接而激活，然后引起Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)，如Caspase-8可依次激活Caspase-3、6、7。

細(xì)胞中還具有Caspase的抑制因子，稱為IAPs（inhibitorsofapoptosisproteins），屬于一個(gè)龐大的蛋白家族。它們能通過BIR結(jié)構(gòu)域（baculovirusIAPrepeatsdomain）與Caspase結(jié)合，抑制其活性，如XIAP。

3.8核因子NF-κB的作用NF-κB是Rel蛋白家族成員［27］，由多肽P50和P65亞基形成P50和P65同源二聚體，其中發(fā)揮主要生理功能的是P50-P65異源二聚體。NF-κB多位于細(xì)胞胞漿中，缺血再灌注期間它可被細(xì)胞因子如TNFα、IL-1β、IL-17激活，其中過氧化物對NF-κB的激活更為重要［28］；NF-κB激活后能調(diào)節(jié)多種細(xì)胞因子的表達(dá)，如IL-6、IL-8、TNFα及黏附分子ICAM-1、VCAM-1H和ELAM-1的表達(dá)，因而具有重要的作用。NF-κB與細(xì)胞凋亡的關(guān)系尚未明確，有的文獻(xiàn)認(rèn)為NF-κB具有抗細(xì)胞凋亡的作用［29］，認(rèn)為它能抑制Caspase-8的作用；從而能上調(diào)許多有害細(xì)胞因子的作用來看，NF-κB能促進(jìn)細(xì)胞凋亡。

3.9熱休克蛋白（Heatshockprotein，HSP）熱休克蛋白（heatshockprotein，HSP）是細(xì)胞內(nèi)最重要的分子伴侶分子，除參與細(xì)胞內(nèi)一些重要蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象、穩(wěn)定性及激酶活性調(diào)節(jié)之外，HSP另一重要生理功能是對應(yīng)激狀態(tài)下的細(xì)胞提供保護(hù)。近年來的研究證實(shí)HSP蛋白家族的重要成員如HSP90、HSP70及HSP27等可以直接作用于細(xì)胞的抗凋亡機(jī)制。研究表明HSP家族成員可以對凋亡體形成的不同階段發(fā)揮阻斷作用，如HSP70可以通過阻斷細(xì)胞色素c的釋放、阻斷Apaf-1寡聚化及阻斷Caspase-9的活化等多重環(huán)節(jié)阻斷凋亡體的形成［30，31］。而HSP90及HSP27則分別通過阻斷Apaf-l寡聚化及直接阻斷細(xì)胞色素c與Apaf-1的結(jié)合，最終阻斷凋亡體的形成［32，33］。此外有證據(jù)表明HSP70還可以通過抑制凋亡誘導(dǎo)因子（apoptosisinducingfactor，AIF）的功能而保護(hù)細(xì)胞免于凋亡［34］。AIF是位于線粒體內(nèi)膜的黃素蛋白，可以通過Caspase非依賴的方式直接誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。值得注意的是HSP對凋亡體的調(diào)節(jié)是通過其分子伴侶功能來實(shí)現(xiàn)的［35］，提示對HSP功能的調(diào)節(jié)將直接影響其對凋亡體的調(diào)控作用。死亡受體介導(dǎo)的凋亡信號(hào)還可以通過由促凋亡蛋白Bid介導(dǎo)線粒體凋亡通路的活化，當(dāng)Bid蛋白被剪切活化后可以由胞漿轉(zhuǎn)移到線粒體，啟動(dòng)線粒體凋亡通路。新近的實(shí)驗(yàn)揭示Bid蛋白也屬于HSP90的底物蛋白，過表達(dá)HSP90可以保護(hù)Bid免于被切割和活化，從而阻斷TNF誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。當(dāng)采用HSP90功能抑制劑阻斷HSP90的分子伴侶功能后，由HSP90提供的對Bid蛋白的保護(hù)隨之消失［36］。

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