細(xì)胞凋亡途徑及其機(jī)制

細(xì)胞凋亡途徑及其機(jī)制外源性途徑(死亡受體途徑)和內(nèi)源性途徑(線粒體途徑),以及近細(xì)胞壞死(Necrosis)則是由于病理性因素或劇烈損傷引起的意caspase7)和啟動(dòng)者(如caspase9)兩類(lèi)。執(zhí)行者可以直接降解胞起線粒體細(xì)胞色素c的釋放。細(xì)胞色素c作為凋亡誘導(dǎo)因子，能與1.外源性凋亡途徑(死亡受體途徑)相應(yīng)的配體(如FasL或TNF)結(jié)合后，受體會(huì)發(fā)生三聚化，并招募合物一旦形成，就會(huì)激活Caspase8,進(jìn)而觸發(fā)Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)。Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)是一系列的蛋白酶水解反應(yīng)，其中Caspase8激活后，會(huì)進(jìn)一步激活Caspase3等下游的Caspase分子，最終導(dǎo)致細(xì)胞2.內(nèi)源性凋亡途徑(線粒體途徑)體外膜的通透性增加，導(dǎo)致細(xì)胞色素c(Cytc)從線粒體中釋放到Bax和Bak)和抗凋亡蛋白(如Bc12和BclxL)。在應(yīng)激條件下，促細(xì)胞色素c釋放到細(xì)胞質(zhì)后，與凋亡蛋白酶激活因子1(Apaf1)和OmiHtrA2,它們能夠抑制IAPs(凋亡抑制蛋白)的活性，從而增磷酸化真核生物起始因子2(eIF2)來(lái)抑制蛋白質(zhì)合成，從而減少錯(cuò)進(jìn)而激活Caspase8。Caspase8的激活可以引發(fā)下游的Caspa體膜電位下降，線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(mPTP)開(kāi)放，導(dǎo)致細(xì)胞色素C 凋亡執(zhí)行階段主要由Caspase家族成員完成。Caspase是一細(xì)胞凋亡還受到多種調(diào)控分子的影響。如Bc12家族成員可以調(diào)控線粒體膜的通透性，從而影響Cytc的釋放IAPs(InhibitorofApoptosisProteins)可以抑制Caspase的活性而p53等轉(zhuǎn)錄因子則外源性途徑(死亡受體途徑):該途徑主要由死亡受體(如Fas、TNFR等)啟動(dòng)。當(dāng)這些受體與相應(yīng)的配體結(jié)合后，會(huì)形成死亡誘導(dǎo)接引發(fā)細(xì)胞凋亡，或者通過(guò)切割Bid蛋白生成tBid,進(jìn)一步激活內(nèi)內(nèi)源性途徑(線粒體途徑):該途徑主要由線粒體介導(dǎo)。當(dāng)細(xì)胞 (mPTP)會(huì)開(kāi)放，導(dǎo)致線粒體膜間隙的細(xì)胞色素c(Cytc)釋放到胞制來(lái)增強(qiáng)Caspase的功能。例如，Bid蛋白在被Caspase8切割后，活性。例如，活化的Caspase3可以進(jìn)一步切割并激活其他Caspase抗凋亡基因(如BCL2和BCLL)則主要通過(guò)抑制細(xì)胞凋亡來(lái)發(fā)揮最著名的是bcl2家族。該家族成員包括促凋亡基因(如BA、BAD)細(xì)胞凋亡的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑主要分為兩大類(lèi)：外源性途徑(或稱(chēng)為死亡受體途徑)和內(nèi)源性途徑(或稱(chēng)為線粒體途徑)。外源性途徑主導(dǎo)因子(如細(xì)胞色素c),從而觸發(fā)凋亡。在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中，關(guān)鍵的調(diào)控分子包括凋亡抑制蛋白(IAPs)和Bcl2家族蛋白。IAPs通過(guò)抑制凋亡蛋白酶(Caspases)的活性來(lái)阻止凋亡的發(fā)生，而B(niǎo)c12家族蛋白則通過(guò)調(diào)系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)患者的淋巴細(xì)胞中觀察到bcl2的高表達(dá)，這BclBclxL等)來(lái)抵抗細(xì)胞凋亡，從而獲得增殖優(yōu)勢(shì)。五、總結(jié)與展望在細(xì)胞凋亡途徑方面，目前已知的主要包括外源性凋亡途徑(死亡受體途徑)和內(nèi)源性凋亡途徑(線粒體途徑)。外源性凋亡途徑主IAPs(凋亡抑制蛋白)等也通過(guò)調(diào)控凋亡信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)和Caspase的活細(xì)胞凋亡的過(guò)程受多種基因的調(diào)控，其中包括促凋亡基因(如 (如caspase-8和caspase-9)和效應(yīng)caspase(如cas細(xì)胞凋亡(apoptosis)指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定1.凋亡概念的形成1965年澳大利亞科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，結(jié)扎鼠門(mén)靜4.細(xì)胞凋亡的臨床應(yīng)用基礎(chǔ)研究階段細(xì)胞凋亡的研究，其生命壞死(necrosis):壞死是細(xì)胞受到強(qiáng)烈理化或生物因素作用引起細(xì)胞無(wú)序變化的死亡過(guò)程。表現(xiàn)為細(xì)胞脹大，胞膜破裂，細(xì)胞內(nèi)粒體膜電位消失，通透性改變，釋放細(xì)胞色素C到胞漿，核質(zhì)濃縮，這種降解表現(xiàn)在瓊脂糖凝膠電泳中就呈現(xiàn)特異的梯狀LadFasL結(jié)合可以啟動(dòng)凋亡信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)引起細(xì)胞凋亡。它的活化包括一Fas又稱(chēng)CD95,是由325個(gè)氨基酸FasL結(jié)合，可通過(guò)Fas分子啟動(dòng)致死性信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，最終引起細(xì)胞一酸蛋白酶8(caspase8)酶原發(fā)生同嗜性交聯(lián)，聚合多個(gè)caspase8類(lèi)似胞凋亡。線粒體還釋放凋亡誘導(dǎo)因子，如AIF,參與激活caspase。因子能誘導(dǎo)細(xì)胞色素C釋放和凋亡小體的形胞(type1)中含有足夠的胱解酶8(caspase8)可被死亡受體活化借助凋亡的線粒體途經(jīng)來(lái)放大，而B(niǎo)id--Bcl-2家族蛋白是將凋亡信號(hào)從胱解酶8向線粒體傳遞的信使。目前為止，至少已有14種Caspase被發(fā)現(xiàn)，Caspase分子間的同源但是它們活化的過(guò)程相似。首先在casp基之間的特定位點(diǎn)被水解去除N-端前肽，然后再在大小亞基之間切為啟動(dòng)caspase(initiator細(xì)胞凋亡，則被募集到Cytc/dATP/Apaf-1組成的凋亡體糖核酸酶(caspase-activateddeoxyribonucleaseCAD),而把它胞結(jié)構(gòu)。其中包括凝膠原蛋白(gelsin)、聚合粘附激酶(focaladhesionkinase,FAK)、P21活化激酶a(PAKa)等。這些蛋白的之不能通過(guò)肌動(dòng)蛋白(actin)纖維來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架。2)FLIPs(FLICE-imhibiroryproterins)能抑制Fas/TNFR1介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。它有多種變異體，但其N(xiāo)-端功能前區(qū)(Prodomain)完10結(jié)合，拮抗它們之間的相互作用，從而抑制Caspase8,10募集到3)凋亡抑制蛋白(IAPs,inhibitorsofApoptosisprotien)為20氨基酸組成的功能區(qū)，這對(duì)IAPs抑制凋亡是必需要的，它們主要抑制Caspase3,-7,而不結(jié)合它的酶原，對(duì)Casp在一些白血病中Bcl-2呈過(guò)度表達(dá)。淋巴細(xì)胞的增殖與T淋巴細(xì)胞AICD具有共同的信號(hào)通路。T淋巴細(xì)性感染及腫瘤，但HIV感染后怎樣特異性破壞CD4+細(xì)胞呢?一般認(rèn)應(yīng)性T淋巴細(xì)胞及產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞是引起自身免疫病的主要免樣前體蛋白(APP)早老蛋白-1(PS1)早老蛋白-2(PS2)的突變導(dǎo)致家族性阿爾茨海默病(FAD)。研究證明PS參與了神經(jīng)細(xì)胞凋亡的調(diào)控PSPS2的過(guò)表達(dá)能增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)凋亡信號(hào)的敏感性。Bcl-2族兩個(gè)成員Bcl-x1和Bcl-2參與對(duì)細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)。1951年，巴黎第八大學(xué)榮譽(yù)教授Glucksmann提出正常脊椎動(dòng)物地預(yù)先確定的。在構(gòu)成成蟲(chóng)體時(shí)有1090個(gè)細(xì)胞誕生，131個(gè)細(xì)胞死亡。1993年，哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)系終身教授袁鈞瑛發(fā)現(xiàn)線蟲(chóng)的死亡基因ced-3的產(chǎn)物在結(jié)構(gòu)和功能上與哺乳類(lèi)白細(xì)胞介素1β動(dòng)物基因組中被發(fā)現(xiàn)。統(tǒng)稱(chēng)為胱冬肽酶(caspases)。1994年，瑞士蘇黎世大學(xué)分子生命科學(xué)研究所Hengartner發(fā)現(xiàn)線蟲(chóng)的存活基因親環(huán)蛋白D(ψm、pH、巰基與多肽),整合了電生理、氧化還原與細(xì)胞代謝狀態(tài)亡中有自摧毀的作用。反過(guò)來(lái)，如果能防止△4m的耗散，就能避免PT孔道關(guān)閉能防止細(xì)胞凋亡。當(dāng)PT孔道與環(huán)孢菌素A(cyclosporin致細(xì)胞核的變化。但若將誘導(dǎo)生成PT孔道的線粒體與純化的細(xì)胞核死亡的bcl-2家族還是促進(jìn)細(xì)胞死亡的Bax家族均以線粒體作為靶細(xì)活化前細(xì)胞就壞死了。而如果PT孔道的誘導(dǎo)生成是一種比較緩和與暴露在膜外側(cè)的PS,再通過(guò)簡(jiǎn)單的顯色或發(fā)光系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。由于這是一種凋亡早期的活細(xì)胞檢測(cè)(懸浮細(xì)胞和貼壁細(xì)胞都適用),可多種標(biāo)記的AnnexinV產(chǎn)品，簡(jiǎn)便快速，10分鐘就可完成檢測(cè)。其中帶熒光標(biāo)記的AnnexinV-EGFP(EnhancedGreenProtein)及AnnexinV-FITC,靈敏度高，可作為FACS(流式細(xì)胞分選)方法篩選凋亡細(xì)胞的基礎(chǔ)。由于融合蛋白AnnexinV-EGFP,EGFP與PS的結(jié)合比例為1:1,還可進(jìn)行定量檢測(cè)。除此之外，還提供生GlutathioneDetectionKit通過(guò)熒光染料monochlorobimane(MCB)此被去除。在Jurcat和一些其它類(lèi)型的細(xì)胞中，細(xì)胞膜中有可被凋使其從線粒體釋放至細(xì)胞液，結(jié)合Apaf-1(apoptoticprotease細(xì)胞色素C氧化酶亞單位IV(cytochromecoxidasesubunitIV:ApoAlertTMCellFractionationKit不用超離心，可從凋亡和Western雜交用細(xì)胞色素C抗體和CO4抗體標(biāo)示細(xì)胞色素C和CO4的細(xì)胞凋亡晚期中，核酸內(nèi)切酶(某些Caspase的底物)在核小體過(guò)地高辛)或直接接到DNA片段的3’-OH端，再通過(guò)酶聯(lián)顯色或熒ApoAlert?LM-PCRLadderAssayKit通過(guò)LM-PCR(ligation-mediatedPCR),連上特異性接頭，專(zhuān)一性地?cái)U(kuò)增核小體的梯度片段，從而靈受到其它損傷(如機(jī)械損傷，紫外線等)也會(huì)產(chǎn)生這一現(xiàn)象，因此它癌細(xì)胞或凋亡細(xì)胞都具有端粒酶的活性。InvitrTRAP-ezeTelemeraseDetectionKit在1996年率先推出。它提供待測(cè)樣本中含有端粒酶活性，就能在底物上接上不同個(gè)數(shù)的6堿基相差六個(gè)堿基的DNALadder現(xiàn)象(參見(jiàn)圖4)。Intergen公司還提供用酶聯(lián)免疫法(ELISA)檢測(cè)的試劑盒.蛋白結(jié)合受體后能誘導(dǎo)癌細(xì)胞中的細(xì)胞毒性T細(xì)胞(cycells)等靶細(xì)胞。Bcl-2和bcl-(長(zhǎng))作為抗凋亡(bcl-2和bcl-)就根據(jù)這一新技術(shù)原理，通過(guò)檢測(cè)fas,bax-alpha和bcl-(長(zhǎng)的)1mg/ml的濃度，使用時(shí)用PBS稀釋成終濃度為2~5mg/ml。配成1mg/ml的濃度，使用終濃度一般為5~1mg/ml。I期的細(xì)胞核呈波紋狀(rippled)或呈折縫樣(creased),部分染胞FSC高而SSC低。根據(jù)光散射特性檢測(cè)凋亡細(xì)胞最主要的優(yōu)點(diǎn)是3Y啶橙染色法(AcridineOrange