線粒體與細(xì)胞凋亡調(diào)控精

1、線粒體與細(xì)胞凋亡調(diào)控出工：d 11 IC4： L2 怫線粒體與細(xì)胞凋亡調(diào)控朱玉山1,侄陳 1,2*(1南開(kāi)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，天津300071; 2中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所,生物膜與膜生物工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100101摘要:細(xì)胞凋亡是一個(gè)受到一系列相關(guān)基因嚴(yán)格調(diào)控的細(xì)胞死亡過(guò)程。線粒 體是細(xì)胞凋亡調(diào)控的活 動(dòng)中心。在凋亡因子的刺激下，線粒體釋放出不同促凋亡因 子如細(xì)胞色素C、Smac/Diablo等，激活細(xì)胞內(nèi)凋亡蛋白酶Caspase我們發(fā)現(xiàn)，活化后的Caspase以反過(guò)來(lái)作用于線 粒體,引發(fā)更大量線 粒體細(xì)胞色素C的釋放，構(gòu)成細(xì)胞色素C釋放的正反饋調(diào)節(jié)機(jī) 制,從而導(dǎo)致電子傳遞鏈的中斷、膜電

2、勢(shì)的喪失、胞內(nèi)ROS的升高以及線粒體產(chǎn)生 ATP功能的完全喪失。Bcl-2家族蛋白在細(xì)胞色素C釋放和細(xì)胞凋亡調(diào)控中起關(guān) 鍵作用。關(guān)鍵詞:線粒體;細(xì)胞色素C ;細(xì)胞凋亡；C a s p a s e ; B cl -2中圖分類號(hào):Q244; Q255文獻(xiàn)大標(biāo)題:AMitochondria and apoptosis regulationZHU Yu-shan1, CHEN Quan1,2*(1 College of Life Sciences, Nankai University, Tianjin 300071, China; 2 National Key Laboratory of Biomem

3、brane andMembrane Biotechnology, Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences,Beijing 100101, ChinaAbstract: Apoptosis is a highly regulated form of programmed cell death, which plays a key role in thedevelopment and homeostasis of multicellular organisms. Mitochondria play a central role in th

4、e regulation ofapoptotic cell death. Upon death stimuli, different apoptogenic factors such as cytochrome c and Smac/Diabloare released during the early stages of apoptosis. A small amount cytochrome c may be sufficient for activatingcaspases. Once activated, caspases can positively feedback to atta

5、ck mitochondria leading to a more profoundloss of cytochrome c and consequently mitochondrial dysfunction. This caspase-mediated late stage of cyto-chrome c release causes the complete disruption of mitochondrial electron transport chain, leading to theincrease in cellular ROS and complete loss of A

6、TP generation, late stage of apoptotic events or secondarynecrosis. Bcl-2 and its family proteins are important for regulating cytochrome c release and apoptotic processes.Key words: mitochondria; cytochrome c; apoptosis; caspase; Bcl-2文章編號(hào)：1004-0374（200804-0506-08收稿日期:2008-07-17基金項(xiàng)目：“ 97顏目（2006C B

7、910102國(guó)家自然基金項(xiàng)目（30630038 & 30400098;科學(xué)院知識(shí)創(chuàng) 新項(xiàng)目（KSCX2-YW-R-02*通訊作者:E-mail: HYPERLINK mailto: 細(xì)胞凋亡（apoptosis是程序性細(xì)胞死亡（programmed cell death的種形式之 一，是細(xì)胞一種生理性、主動(dòng)性的細(xì)胞自殺行為”。細(xì)胞程序化死亡最早是由Lockshin和Wiliams在1965年提出。隨后在1972年Kerr等從形態(tài)學(xué)的角度描 述 了細(xì)胞的生理死亡，并將這種細(xì)胞死亡命名為凋亡（apoptosis細(xì)胞凋亡是機(jī)體在生 長(zhǎng)、發(fā)育和受到外來(lái)刺激時(shí)消除多余、衰老和受損傷的細(xì)胞以保持機(jī)體內(nèi)環(huán)境

8、平衡和維持正常生理活動(dòng)過(guò)程的一種自我調(diào)節(jié)機(jī)制。這種調(diào)節(jié)機(jī)制的異常與多種疾病的 發(fā)生有關(guān)，如癌癥的發(fā)生與 細(xì)胞凋亡的抑制有關(guān)，而老年性癡呆與神經(jīng)細(xì)胞凋亡過(guò)度有關(guān)。目前對(duì)細(xì) 胞凋亡的 研究已經(jīng)涉及到月中瘤生物學(xué)、發(fā)育生物507第4期朱玉山，等:線粒體與細(xì)胞凋亡調(diào)控學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、免疫生物學(xué)等方面，已經(jīng)取得很多突破性的成果。2002年諾 貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng) 分別授予來(lái)自英國(guó)的Sydney Brenner；來(lái)自美國(guó)的H. Robert Horvitz和來(lái)自英國(guó)的John E. Sulston以表彰他們發(fā)現(xiàn)了在器官發(fā)育和程序性細(xì)胞死亡”過(guò)程中的基因調(diào)控。1線粒體與細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡受到一系列相關(guān)基因嚴(yán)格調(diào)

9、控。不同的凋亡信號(hào)在細(xì)胞中引發(fā)不同的凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。根據(jù)凋亡信號(hào)的來(lái)源可以將細(xì)胞凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路分成兩條:外源通路(死亡受體通路 和內(nèi)源通 路(線粒體通路。這兩條通路最后都匯集于 下游的 效應(yīng)Caspase即凋亡蛋白酶Casapsefl勺激活?；?化Ca spaseft細(xì)胞中能夠 切割400多種底物，如Lamins、信號(hào)分子如蛋白激酶、骨架蛋白、DNA修復(fù)酶以及包括調(diào)控mRNA剪切、DNA復(fù)制的功能 蛋白。這些重要蛋白質(zhì)的降解和核酸 酶的激活最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡1。線粒體是細(xì)胞的能量工廠，是真核細(xì)胞生存的基礎(chǔ)。越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明， 線粒體是細(xì)胞凋 亡調(diào)控的活動(dòng)中心。線粒體在細(xì)胞凋亡中的作用主

10、要表現(xiàn)為2:第一，在凋亡發(fā)生過(guò)程中，多種促進(jìn)細(xì)胞凋亡的蛋白轉(zhuǎn)移至線粒體，從而使線粒體膜 的通透性和完整性受到破壞。由于內(nèi)膜對(duì)氫離子的通透性增加引起線粒體膜電位消失；Bcl-2家族蛋白主要通過(guò)調(diào)節(jié)線粒體的功能來(lái)調(diào)控細(xì)胞的凋亡；第二，有多種凋亡誘導(dǎo)因子從線粒體釋放，如細(xì)胞色素C(cytochrome c AIF(apoptosis-inducing factor、Smac/Diablo(second mitochondria-derived activator of caspase/direct IAP binding protein with low pl 和 CaspaselfT體蛋白 pro

11、caspase-2,-3,-8口 -9 等在 凋亡發(fā) 生過(guò)程中從線粒體膜間隙被釋放到細(xì)胞質(zhì)中，隨后引起典型的凋亡變化；第三，有一些凋亡誘導(dǎo)物能夠誘導(dǎo)線粒體上的膜透過(guò)性轉(zhuǎn)變孔(permeabiHty transition pore,PTP開(kāi)放，導(dǎo)致線粒 體膜電位消失和釋放促凋亡蛋白。由于誘變劑、化療藥物和電離輻射造成細(xì)胞內(nèi)不可修復(fù)的基因組損傷會(huì)激活凋亡的內(nèi)源通路，即線粒體通路。線粒體這種特殊的細(xì)胞器在其中起著關(guān)鍵性的調(diào)控作用。在多種形式的刺激信號(hào)作用于線粒體后，將會(huì)引起線粒體釋放細(xì)胞色素 C3、AIF 4、 Smac/Diablo5和 procaspase-2,-3,-矯口 -96,7等促 凋亡

12、因子。最新 研究發(fā)現(xiàn)，線粒體在凋亡發(fā)生時(shí)還可能釋放一種核酸內(nèi)切酶endonuclease G8,9 Endo- nuclease G的相對(duì)分子質(zhì)量為26 k,以同源二聚體 形式存在并行使其功能，它 能選擇性地在鳥(niǎo)喋吟富 集區(qū)(dGn (n=9切割DNA雙鏈。細(xì)胞色素C從線粒體被釋放出來(lái)后，與Apaf-1 (apoptosis protease activating factor-1在ATP/dATP存在下發(fā)生構(gòu)像變化并形成巨大的復(fù)合體(700 k/1.4 M，稱為凋亡體(apoptosome同時(shí)凋亡體吸引Caspase-9tfF體加入I復(fù)合體，Caspase-9tfF體 聚合后被反式催化激活。

13、活化的 Caspase-9繼而作用于 下游的效應(yīng) Caspase(Caspase-3,-6 -7 ,引起細(xì)胞 凋亡。AIF是一種不依賴于 Caspase勺凋亡效 應(yīng)因子，當(dāng)它從線粒體釋放出來(lái)，并從細(xì)胞質(zhì)移位至細(xì) 胞核時(shí)，會(huì)引起染色質(zhì)凝集，并 將DNA降解為50 Kb的大片斷6,7,10-13 o在細(xì)胞中還存在一些抑制凋亡蛋白IAP(inhibitor of apoptosis proteins,它們可以與細(xì)胞色素C和Apaf-1激活的Caspase-斯合，并且阻止活化的Caspase-瞅活 Caspase-項(xiàng)體蛋白,使凋亡不能進(jìn) 行下去。Smac/Diablo在凋亡發(fā)生時(shí)與細(xì)胞色素 C 一起被

14、釋放，它能與IAP等抑凋亡蛋白結(jié)合，釋放Caspase-9, Caspase-隨后激活 Caspase-3凋 亡進(jìn)行下去。另外，這些I A P蛋白不但能抑制Caspase勺活性，而且 能介導(dǎo)Caspase細(xì)胞內(nèi)的降 解過(guò)程，維持Caspase4細(xì)胞內(nèi)的合適含量，可防止由 于細(xì)胞中少量Caspase勺意外激活而導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡14。內(nèi)源和外源兩條凋亡通路并不是孤立存在的，它們互相之間存在著交流(cross- talko細(xì)胞膜上的 死亡受體與配體結(jié)合后引起 Caspase-8勺激活,活化的Caspase-8 能切割Bid 。 Bid是Bcl-2家族中的一種促凋亡蛋白，切割后產(chǎn)生的竣基端片段(tBid

15、可以轉(zhuǎn)移到線粒體，與線粒體外膜結(jié)合并隨后引起線粒 體釋放細(xì)胞色素C等 促凋亡物質(zhì)，從而引發(fā)典型的 凋亡反應(yīng)15,16。2線粒體細(xì)胞色素C釋放線粒體是調(diào)控細(xì)胞凋亡的中心，細(xì)胞色素C釋放是線粒體凋亡途徑的標(biāo)志事 件。關(guān)于細(xì)胞色素C釋放的機(jī)制，目前有不同的假說(shuō)，但尚無(wú)定論。第一種是Bax 依賴的線粒體外膜通透模型。鑒于Bax和Bak等在細(xì)胞色素C釋放中的不可或缺的作用，有人提出Bax可以在線粒體膜上形成多聚體并形成大通道使細(xì)胞色素C等促凋亡物質(zhì)從線粒體內(nèi)外膜之 間釋放17,18。也有人提出，Bax和Bak等正常情 況下能與抑凋亡蛋白分子Bcl-2/Bcl-xL/Mcl-1相互結(jié)508生命科學(xué) 第20

16、卷合。而僅含BH3結(jié)構(gòu)域的Bcl-2家族促凋亡蛋白tBid、Bim等能與Bcl-2/Bcl- xL/Mcl-1相互作用，使Bax/Bak等從抑凋亡蛋白游離，進(jìn)而形成多聚體，促使線粒體膜 通透,導(dǎo)致細(xì)胞色素C釋放。Shimizu等19認(rèn)為Bax或Bak與VDAC結(jié)合后，可以 調(diào)節(jié)線 粒體的月I電位，并導(dǎo)致細(xì)胞色素C從Bax/Bak和VDAC共同形成的大通道釋 放該小組應(yīng)用電生理 方法檢測(cè)記錄到了這樣一個(gè)大通道的存在。目前我們課題組相關(guān)研究結(jié)果認(rèn)為細(xì)胞凋亡時(shí)，Bax從胞漿轉(zhuǎn)移到線粒體上，促使細(xì)胞色素C釋 放。同時(shí)我 們對(duì)Bax的激活機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，H2O 2處理細(xì)胞后，明顯觀察到Bax從胞漿轉(zhuǎn)移到線

17、粒體上，同時(shí)伴隨 細(xì)胞核的破 碎和皺縮。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)Bax的62位半 胱氨酸是其轉(zhuǎn)位所必需的，而126位半胱氨酸 對(duì)其轉(zhuǎn)位沒(méi)有作用20。也有研究報(bào)道發(fā)現(xiàn)Bid/tBid也可以在人工脂質(zhì)體或平面 膜上形成通道，Bid/tBid形成的通道有可能參與Bid/tBid誘導(dǎo)的線粒體釋放細(xì)胞色 素C的過(guò)程21,220盡管如此，我們還觀察到，在Bax/Bak缺失的細(xì)胞中，棉酚仍能 誘導(dǎo)細(xì)胞色素C釋放，很可能是通過(guò)誘導(dǎo)Bcl-2構(gòu)象變化來(lái)促進(jìn)線粒 體細(xì)胞色素C 釋放。這說(shuō)明Bax和Bak對(duì)線粒體細(xì)胞色素C釋放不是絕對(duì)必需的。第二種模型認(rèn)為，PTP參與的外膜破裂,PTP開(kāi)放使線粒體月中脹，外膜破裂,引起內(nèi)外膜間細(xì)

18、胞色 素C釋放。Bcl-2家族蛋白與細(xì)胞凋亡在細(xì)胞凋亡過(guò)程中，Bcl-2家族蛋白起著至關(guān) 重要的調(diào)節(jié)作用。對(duì)于Bcl-2家族 蛋白的研究是細(xì)胞凋亡研究領(lǐng)域中最為熱門(mén)的課題之一。Bcl-2、Bcl-xL等細(xì)胞凋亡負(fù)調(diào)因子在許多類型的細(xì)胞受到外界刺激時(shí)能保護(hù) 細(xì)胞免于凋亡。它們主要定位在核膜的胞質(zhì)面、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體外膜 上。具疏水 性C末端定位于細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)上，而N末端朝向細(xì)胞質(zhì)。與膜的結(jié)合對(duì)于其發(fā)揮功 能是極其重要的。實(shí)驗(yàn)表明，失去膜定位能力的Bcl-2蛋白的抗凋亡能力減弱了許 多23,240 BH4結(jié)構(gòu)域是Bcl-2等抗凋亡蛋白所特有的（Bcl-Xs除外。雖然BH4 不是形成二聚體所必需的區(qū)域

19、，但它的缺失或使蛋白 質(zhì)喪失功能，或產(chǎn)生一個(gè)促凋亡 而不是抗凋亡的突 變體25 o這說(shuō)明BH4對(duì)于Bcl-2或Bcl-xL發(fā)揮其抗凋亡功能 是必需的0線粒體膜上的Bcl-2至少在三個(gè)水平上發(fā)揮功能 來(lái)抑制凋亡：（1主要通過(guò)與 Bax/Bak相互作用來(lái)抑 制細(xì)胞凋亡；Bax是一種可溶性的蛋白分子，主要位于細(xì)胞質(zhì) 中，但當(dāng)?shù)蛲霭l(fā)生時(shí)，它能從胞漿轉(zhuǎn)移到線粒體并與線粒體膜相結(jié)合26。實(shí)驗(yàn)證明, 位于線粒體膜上的Bcl-2能與Bax相互作用，而后者也必 須在線粒體上才能發(fā)揮其 誘導(dǎo)凋亡的作用。同時(shí)把微量的重組Bax加入到分離的線粒體中能夠誘導(dǎo)細(xì)胞色素C的釋放和Caspasd敖活，而只含有Bax的BH3結(jié)

20、構(gòu)域的多肽則沒(méi)有這種功能。 Bax與Bcl-2相反,能促進(jìn)PTP開(kāi)放，并促進(jìn)線粒體促凋亡因子 的釋放，Bax的促凋 亡作用能被Bcl-2所抑制。并且，只有定位于線粒體上的Bcl-2和Bcl-xL才能拮抗 Bax蛋白和阻止細(xì)胞色素 C釋放、Caspase敖活和凋亡，Bcl-2? TM則無(wú)此功能 27; （2Bcl-2能改變線粒體琉基的氧化還原狀態(tài)來(lái)調(diào)控線粒體膜電位從而調(diào)控細(xì)胞凋亡。在細(xì)胞凋亡過(guò)程中，線粒體的琉基可能組成了胞內(nèi)氧化還原電位的傳感器， Bcl-2可能是通過(guò)抑制谷胱甘肽（GSH的外泄，降低胞內(nèi)的 氧化還原電位來(lái)抑制細(xì)胞 凋亡的；（3Bcl-2能通過(guò)抑制PTP開(kāi)放來(lái)抑制促凋亡蛋白從線粒體

21、中釋放，從而保護(hù)細(xì)胞免于凋亡；有證據(jù)顯示,Bcl-2還能將凋亡蛋白前體Apaf-1等定位至線粒體膜 上,使其不 能發(fā)揮促凋亡作用。通過(guò)質(zhì)膜研究發(fā)現(xiàn)Bax能夠在脂質(zhì)雙層形成孔道,促進(jìn)脂質(zhì)體包埋的熒光素釋 放,同時(shí)這一過(guò)程 被Bcl-2所抑制。Nahta發(fā)現(xiàn)在分離的線粒體體系 下，Bax和Bak 與PTP的組分VADC結(jié)合而促進(jìn)細(xì) 胞色素C釋放，細(xì)胞色素C釋放會(huì)引起如膜電 勢(shì)的喪失、細(xì)胞器的月中大等典型的 PTP改變。上述過(guò) 程都是線粒體依賴的和能夠 被CsA和Bongkrekic acid所抑制，抗VADC抗體也能夠抑制Bax誘導(dǎo)的細(xì)胞 色素 C的釋放和膜電勢(shì)的喪失。也有研究發(fā)現(xiàn)與以上結(jié)果相反通

22、過(guò)鎂離子促進(jìn)介導(dǎo)細(xì)胞色素C的釋放。以上研究說(shuō)明體內(nèi)存在至少有兩種不同的細(xì)胞色素C釋放機(jī)制：一種是鈣離子介導(dǎo)的并被 CsA抑制的途徑，另一種是Bax依賴和鎂離子介導(dǎo)而非 CsA所抑制的途徑28。許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，Bax在凋亡信號(hào)誘導(dǎo)下可以發(fā)生構(gòu)像變化（conformational change從而能夠直接結(jié)合到線粒體上形成 Bax寡聚體孔道，誘導(dǎo)細(xì)胞色素C釋放 29-31。據(jù)報(bào)道，全長(zhǎng)的B i d和經(jīng)Caspase-8a割形成的tBid能夠誘導(dǎo)Bax發(fā)生構(gòu) 像變化，而B(niǎo)cl-2則能夠通過(guò)與Bax競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合形成異源二 聚體抑制細(xì)胞凋亡。Bax 和Bcl-2之間盡管存在著競(jìng) 爭(zhēng),它們也可能獨(dú)立地調(diào)控細(xì)

23、胞凋亡。Caspase勺活化與線粒體結(jié)構(gòu)蛋白最近的研究表明，活化的Caspase-列以反過(guò)509第4期朱玉山，等:線粒體與細(xì)胞凋亡調(diào)控來(lái)作用于線粒體，引發(fā)線粒體細(xì)胞色素C的釋放，細(xì)胞色素C經(jīng)Caspase聯(lián)反 應(yīng)又可以激活Caspase-3成細(xì)胞色素C釋放的正反饋調(diào)節(jié)機(jī)制32,33。我們最 近發(fā)現(xiàn)線粒體復(fù)合物III的一個(gè)亞基能夠被活化 的Caspase-軸異性切割介導(dǎo)細(xì)胞 色素C的釋放。線粒體細(xì)胞色素C釋放會(huì)促進(jìn)相應(yīng)的Caspase活，同時(shí)激活的 Caspaseft接攻擊線粒體，進(jìn)一步引發(fā)更 多的促凋亡因子從線粒體釋放，從而形成凋 亡信號(hào)的正反饋。線粒體在這里成為細(xì)胞凋亡信號(hào)的放大器。我們以前

24、的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在凋亡早期只有少 量的細(xì)胞色素C的釋放，線粒體保持氧化磷酸化功 能提 供凋亡需要的能量；一旦Caspase敢活后反饋攻擊線粒體從而導(dǎo)致更多的線粒體細(xì) 胞色素C釋放到胞漿中，導(dǎo)致凋亡信號(hào)放大，細(xì)胞線粒體功能 喪失和細(xì)胞死亡。Ricci等34發(fā)現(xiàn)線粒體復(fù)合物I的一個(gè)亞基p75能夠被Caspase-徹割為相對(duì) 分子質(zhì)量為47k和28k兩個(gè)片段，進(jìn)而影響細(xì)胞色素C的釋放和ROS的產(chǎn)生。顆 粒酶A能夠通過(guò)切割新線粒體復(fù)合物I的亞基-基質(zhì)蛋白NDUFS3作用于線粒體， 從而介導(dǎo)線粒體ROS的產(chǎn)生和膜電勢(shì)的喪失，特異性表達(dá)到其突變體能夠抑制顆 粒酶A誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，但是顆 粒酶B卻能夠使之誘

25、導(dǎo)凋亡35 o凋亡的過(guò)程是通過(guò)激活如 C a s p a s e -3, -7 (executioner caspase相應(yīng)底物的 切割過(guò)程。因止匕,凋亡過(guò)程中的核心事件就是 Caspas荻物的切 割。研究主要集中 在理解Caspas改口何識(shí)別底物、 如何切割以及如何導(dǎo)致凋亡表型。目前已經(jīng)知道 大約有400個(gè)蛋白被證明是Caspase勺底物并被其切割。通過(guò)正常細(xì)胞與凋亡細(xì) 胞2D膠比較會(huì)發(fā)現(xiàn)幾 百個(gè)變化蛋白點(diǎn)。雖然這些蛋白不能夠完全證實(shí)是Caspase的靶點(diǎn)，但是這種蛋白質(zhì)組學(xué)的方法已經(jīng) 證實(shí)其中有很多是Caspase勺底物1,36o雖然目前很多蛋白被證明是Caspase勺底物并被切割，但是有

26、些蛋白在凋亡過(guò) 程中并不被切割或者很晚才被切割，以及不同細(xì)胞結(jié)果不同。如 bactin只有在卵巢 癌細(xì)胞才被切割，在其他細(xì)胞并沒(méi) 有被切割。同時(shí)，切割位點(diǎn)并不是非常保守的，如 Cylin A在蟾蛛的卵母細(xì)胞凋亡過(guò)程被切割但是其他哺乳動(dòng)物細(xì)胞并沒(méi)有發(fā)生；還有 些蛋白如DNase-X蛋白序列中含有一個(gè)或者多個(gè)經(jīng)典切點(diǎn)，但是在凋亡細(xì)胞中盡管 有大量的Caspase敢活也不能夠被切 割。而且，多數(shù)蛋白如果首先被Caspase割， 其他位點(diǎn)也會(huì)被其他蛋白酶切割。例如 Ac i nu s被Caspase-切割是非常必要但又 不足以激活DNA凝集活性，為使之全部激活需要一個(gè)附加且仍然不知道的絲氨酸 蛋白酶的

27、參與，只有把二者結(jié)合起來(lái)才能產(chǎn)生成熟的片段進(jìn)入細(xì)胞核發(fā)生核固縮。Caspase物與細(xì)胞形態(tài)變化許多蛋白為什么 被Caspase割原因是不清楚的，但是有時(shí)一些蛋白水解是與細(xì)胞死亡的形態(tài)變化緊密聯(lián)系的。典型 的例 子是DNase抑制子ICAD , Caspase-3切割I(lǐng)CAD之后激活CAD核酸酶介導(dǎo)凋亡的DNA片段化，另外Acinus與Helicard(DNA螺旋酶的切割后發(fā)生染色 體凝集和細(xì) 胞核重塑;其他如Ge Isonli n和激酶ROCK-1、PAK2的切割與典型的形態(tài) 膜出 芽有關(guān)，Gelsonlin被Caspase-初割產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)活化 片段使F-actin去寡聚化，而 無(wú)Gelso

28、nlin表達(dá)中性白細(xì)胞凋亡過(guò)程中表現(xiàn)膜出芽顯著延遲，說(shuō)明膜出芽需要 Caspase活Gelsonlin介導(dǎo)的actin識(shí)別。Caspas曲可以切割激活 ROCK-1導(dǎo)致 Myosin輕鏈的磷酸化而最終產(chǎn)生膜出芽。CaspaseM以切割破壞細(xì)胞骨架蛋白如中間纖維 cytokeratin-18和Vimentin，或 者GAS2和Plectin ,這些蛋白都與纖維組織有關(guān)。這種切割會(huì)導(dǎo)致凋亡細(xì)胞形狀改變。有研究報(bào)道Caspas敢擊大腦皮層actin網(wǎng)絡(luò)如Fodrin和中心黏附復(fù)合物胞漿基質(zhì) 中的肌動(dòng)纖維和膜蛋白。這些中心黏附復(fù)合物有Cas和Paxillin，這些蛋白的切割與細(xì)胞收縮、細(xì)胞吸附和極其重

29、要的阻斷抗凋亡整合蛋白信號(hào)傳導(dǎo)密切相關(guān)。同時(shí)參與細(xì)胞黏附、通訊的骨架蛋白還有&catenin、E-cadherin、plakoglobin 和 desmoglein，它們都是 Caspase勺底物。在凋亡過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體 結(jié)構(gòu)的破壞，Golgin-160和 GRASP65的切割已經(jīng)被證明會(huì)引起高爾基復(fù)合體去組裝，Bap31的蛋白水解會(huì)破 壞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體之間的物質(zhì)運(yùn)輸，而Rabaptin-5或kinectin的切割會(huì)妨礙囊 泡的運(yùn)輸加工。Caspase切割大量核蛋白并破壞其功能，如導(dǎo)致lamina去組裝和 核孔復(fù)合體對(duì)物質(zhì)的運(yùn)輸。通 過(guò)對(duì)PARP-1、ATM和DNA-P

30、K的切割阻礙對(duì) DNA的修復(fù)，會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)凋亡；其他如涉及到DNA合成和復(fù)制有關(guān)DNA聚合酶 Pole、MCM3等。RNA相關(guān)的RNA螺旋酶A和剪切因子U1 70-KDa snRNP者B 會(huì)導(dǎo)致RNA合成、加工和運(yùn)輸中斷。Caspase物與信號(hào)傳導(dǎo)通路大量的信號(hào)傳導(dǎo)中的蛋白涉及Caspase切割,導(dǎo)致功能的抑制或者中間體的活化。有些已經(jīng)被確定的Caspase割激510生命科學(xué)第20卷活的蛋白會(huì)涉及到凋亡信號(hào)的放大。Caspase式閉細(xì)胞保護(hù)機(jī)制而激活細(xì)胞 死亡信號(hào)通路，典型凋亡 抑制子Bcl-2蛋白和Caspase-8的抑制子c-FLIP能夠被Caspase割。Caspase割Bcl-2和Bx

31、l-xL的N端BH4結(jié)構(gòu)域?qū)е驴沟蛲龅墓δ?的喪失，甚至轉(zhuǎn)變?yōu)榇俚蛲鲆蜃?，相似的還有受體依賴途徑的Caspase-8 切割Bcl-2家族Bid產(chǎn)生活化的tBid誘導(dǎo)細(xì)胞線粒體細(xì)胞色素C的釋放。這種抗凋亡與促凋亡因子之間的轉(zhuǎn)變組成凋亡信號(hào)通路的正反饋通路。在凋亡過(guò)程有些轉(zhuǎn)錄因子和激酶失去活性，如Akt和Raf-1就被Caspase-徹割導(dǎo)致活性丟失。這 些 激酶被促凋亡分子如Bad失活，它們的降解可能 組成凋亡信號(hào)的正反饋機(jī)制。有些 蛋白抑制Caspase舌性如熱休克蛋白和cAMP應(yīng)答因子CREB。在NF- k B號(hào)通 路中，如Caspasefi勺切割會(huì)產(chǎn) 生轉(zhuǎn)錄因子的抗凋亡功能完全喪失：（1對(duì)

32、NF- k Bp651 基的切割會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相反功能片段，仍然能夠結(jié)合DNA，但已經(jīng)基本沒(méi)有轉(zhuǎn)錄功能； （2 NF- K刖 制子I K-Ba可以被蛋白酶體誘導(dǎo)降解，其N(xiāo)端被Caspase割產(chǎn)生一個(gè) 超級(jí)抑制子，具不具有消除蛋白酶體的功能；（3在受體介導(dǎo)的信號(hào)途徑也有接頭蛋 白TRAF-1和RIP-1的切割參與，破壞NF- k B勺激活和抗凋亡能力。有些底物不僅Caspaset切割之后喪失功能，而且導(dǎo)致其他的蛋白或蛋白酶激 活,這些主要是通 過(guò)Caspaset除抑制或者調(diào)控區(qū)domain。如PKC和MAP激酶通 路是通過(guò)切割得到激活的 N-端調(diào)控區(qū)和C-端催化區(qū)（p21激活的激酶PAK2和 ROC

33、K-1 , PAK2和ROCK-1的激活對(duì)細(xì)胞骨架重組和質(zhì)膜出芽 是非常重要的。如 MEKK1,如果表達(dá)Caspase割激酶片段誘導(dǎo)Caspase活，而導(dǎo)致凋亡信號(hào)的 正反 饋調(diào)控。如果抑制MEKK1或者Caspase?舌性都會(huì)抑制細(xì)胞失巢凋亡現(xiàn)象的發(fā)生 （細(xì)胞失巢凋亡，凋亡細(xì)胞發(fā)生從基底膜脫落過(guò)程，MEKK1是激活的。在凋亡上游 信號(hào)SAPK/JNK通路中，通過(guò)磷 酸化激活的JNK而后通過(guò)Bcl-2使之失活。蛋白在很多激酶通路中具有抗凋亡功能，其中最令人意想不到的是磷酸酯酶 PP2A，通過(guò)Caspase活之后能拮抗激酶的殘余活性。蛋白質(zhì)的磷酸化拮抗Caspas紙物的蛋白水解，最有說(shuō)服力的是B

34、id通過(guò)c a s e i n激酶I或I I使之磷酸 化而不能夠被Caspase-8a割。另外MAX，是c-Myc網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)錄 因子也是只有在 去磷酸化時(shí)才能被Ca spase割。最近非常引人注目的發(fā)現(xiàn)是 C/EBP0本身不能 夠被Ca spase割,但是驚奇的是磷酸化后作為 Caspase?勺抑制子。在C/EBP0的KTVD序列的蘇氨 酸磷酸化產(chǎn)生非切割的相似 XEXD切割點(diǎn)，可以結(jié) 合Caspase , 因此抑制Caspas創(chuàng)能，這類Caspase勺底物也代表新的存活機(jī)制。5線粒體分裂與細(xì)胞凋亡線粒體的分裂或者片斷化一般都與細(xì)胞凋亡密切聯(lián)系。線粒體分裂可能是細(xì) 胞凋亡的早期事件，發(fā)生在Cas

35、pase?舌化和膜皺縮之前。這個(gè)過(guò)程似與 細(xì)胞色素C 的釋放密切相關(guān)。但是有些其他試劑如Antimycin A引起線粒體的片斷化是可逆的，病毒感 染之后引起線粒體片斷化并不能夠使細(xì)胞發(fā)生凋亡。線粒體片斷化是否是細(xì)胞凋亡和細(xì)胞色素C釋放的必需步驟37,38還有待進(jìn)一步分析。最近我們采用GFP標(biāo)記的細(xì)胞色素C體系實(shí)時(shí)觀察在凋亡誘導(dǎo)劑 staurosporine、etoposide等處理細(xì)胞，可以檢測(cè)到Caspase-3/-7勺激活和細(xì)胞色素 C從線粒體釋放的過(guò)程，這一過(guò)程伴隨線粒體片斷化和線粒體功能的喪失。在不同 凋亡誘導(dǎo)劑處理細(xì) 胞時(shí)，Drp1會(huì)被募集到線粒體的外膜上，與Bax和Mfn2在分裂

36、點(diǎn)共定位。通過(guò)Drp1的負(fù)調(diào)控突變體（Drp1K38A或者提供RNAi下調(diào)表達(dá)能夠延 遲線粒體 片斷化、細(xì)胞色素C釋放和Caspase?舌化，證實(shí)Drp1是細(xì)胞凋亡過(guò)程中 線粒體發(fā)生片斷化所必需的。同 時(shí)通過(guò)對(duì)內(nèi)源性的Drp1突變使之喪失功能表現(xiàn)抑 制H 20 2誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和死亡。通過(guò) RNAi抑制Drp1的活性發(fā)現(xiàn)抑制Bax的轉(zhuǎn) 位和細(xì)胞色素C的釋放。通過(guò)表達(dá)Drp1的磷酸化突變體Drp1S656D導(dǎo)致細(xì)胞線 粒體絲狀延伸，增加抑制由staurosporine和etoposie誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。而如果通過(guò) Drp1S656A突變體使其PKA磷酸化位點(diǎn)喪失會(huì)增加對(duì)凋亡的敏感 性。Drp1的 S

37、UMO化也與細(xì)胞凋亡密切相關(guān)。在 凋亡過(guò)程中，Drp1的SUMO化增加同時(shí)伴隨 線粒體的分裂。抑制Drp1或者Fis1的表達(dá)都能夠抑制線 粒體分裂和細(xì)胞凋亡，但 是它們確實(shí)作用凋亡的不 同階段。只有抑制Fis1的表達(dá)才能夠抑制Bax的轉(zhuǎn)位和 構(gòu)象變化。同時(shí)或者先后消耗胞內(nèi)F i s 1和OPA1,會(huì)逆轉(zhuǎn)線粒體的絲狀延伸。說(shuō)明線粒體過(guò)度融合也會(huì)引起細(xì)胞衰老的相關(guān)變化。但是同時(shí)通過(guò)RNAi抑制Fis1和OPA1表達(dá)并不能夠逆轉(zhuǎn)凋亡抑 制37,38。6 自吞噬（autophagy與細(xì)胞凋亡自吞噬是細(xì)胞內(nèi)目前對(duì)自噬及自噬性程序性細(xì)胞死亡的研究已經(jīng)成為熱點(diǎn) 不斷發(fā)生的正常生理第4期朱玉山，等：線粒體與

38、細(xì)胞凋亡調(diào)控511現(xiàn)象，是細(xì)胞自我保護(hù)的一 種重要機(jī)制。有證據(jù)表 明，過(guò)度的自吞噬可能導(dǎo)致細(xì)胞自吞噬死亡(autophagic celldeath關(guān)于自吞噬死亡的分子調(diào) 控、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程、病理生理學(xué)意義的研究最近 有多篇文章發(fā)表在Nature、Cell等高水平雜志上。自吞噬死亡與細(xì)胞凋亡這兩種 程序性細(xì)胞死亡方式在 形態(tài)、生化指標(biāo)、參與分子和機(jī)理方面均存在不同。近年來(lái)越來(lái)越多的研究提示二者在某些情況下 可以相互拮抗或促進(jìn)，可先后發(fā)生或同 時(shí)共存于同一細(xì)胞，相同誘導(dǎo)因素在不同細(xì)胞中可分別誘發(fā)自噬或凋亡；參與自噬和凋亡的分子也可能存在交 叉，這些分子在自噬與凋亡兩種程序性細(xì)胞死亡中 可發(fā)揮正向或負(fù)

39、向作用。隨著研究的深入，自噬與凋亡之間的相互關(guān)系似乎變得越來(lái)越復(fù)雜了。 在1999年Beth Levine圍繞著細(xì)胞自噬作用的機(jī) 理、發(fā)生條件、 自噬與細(xì)胞調(diào)亡的區(qū)別與內(nèi)部聯(lián) 系、自噬作用與癌癥的關(guān)系、自噬作用怎樣來(lái)預(yù) 防癌癥的發(fā)生、是否能打開(kāi)和 關(guān)閉”自噬作用的進(jìn)程來(lái)控制癌癥的發(fā)生發(fā) 展、是否能利用自噬作用對(duì)癌癥進(jìn)行靶向治療、下一步的研究方向、臨床試驗(yàn)是否有助于解決細(xì)胞自噬與癌癥關(guān)系等方面的問(wèn)題，進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述。發(fā)現(xiàn)Beclin-1調(diào)節(jié)自吞噬死亡和抑制月中瘤之間存在密切關(guān)系。哺乳動(dòng)物Beclin-1是酵母Apg6/Vps30基因的同 源物，雙雜交篩選試驗(yàn)證明 Beclin-1是Bcl-2的

40、一個(gè)相互 作用蛋白。Beclin-1基因敲除小鼠的胚胎干細(xì)胞研究發(fā)現(xiàn)Beclin-1小鼠死于胚胎早 期，Beclin-1 -/+/-體也會(huì)加速內(nèi)涵體/溶酶體融合，促進(jìn)自噬物的快 速降解；因此 UVRAG是一個(gè)多功能效應(yīng)器，不僅 調(diào)控自噬和自噬小體的形成和成熟，而且調(diào) 控內(nèi)涵體融合。2006年，Yousefi等42研究發(fā)現(xiàn)自噬相關(guān)基因 ATG5產(chǎn)物(調(diào)控 自噬小體形成所必需的被 Caplain特異性切割成24k的切割蛋白，能夠從胞漿轉(zhuǎn)位 到線粒體上與抗凋亡分子Bcl-xL調(diào)控細(xì)胞色素C的釋放和Caspase?舌化，進(jìn)而顯 著性促進(jìn)細(xì)胞凋亡。發(fā)現(xiàn) 了 ATG5作為細(xì)胞自噬和凋亡的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的重要調(diào)控

41、功能。Wang研究小組最近發(fā)現(xiàn) Bif-1(also known as Endophilin B1能夠通過(guò)UVRAG 與Beclin-1相互作用 調(diào)控細(xì)胞自噬作用，是一個(gè)潛在的自噬和月中瘤抑制因子的激動(dòng)劑43,44 。 Bcl-2在細(xì)胞自噬的調(diào)控中具有非常重要的作 用。最近W ei等研究發(fā)現(xiàn)饑餓能夠誘導(dǎo)的Bcl-2 T69、S70和S87位磷酸化，進(jìn)而破壞 Bcl-2與Beclin-1相互作用而發(fā)生自噬。同時(shí)這一過(guò)程是JNK1所介導(dǎo)的，而不是J NK2 4 3,45 。線粒體自噬的研究是另外一個(gè)熱點(diǎn)，最早在酵母體系而后在細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)。但是對(duì)于這一生理過(guò)程的主要機(jī)理研究還不是很清楚。首先 Kiss

42、ova等發(fā)現(xiàn)在酵母細(xì)胞 中，Uth1p介導(dǎo)線粒體自噬現(xiàn)象；而 突變Uth1p之后，無(wú)論是饑餓還是 Rapamycin 都不夠誘導(dǎo)線粒體自噬的產(chǎn)生，而 Uth1p主要具有延長(zhǎng) 壽命、抑制氧化損傷以及 細(xì)胞凋亡的功能，因此Uth1p是主要介導(dǎo)壽命、自由基產(chǎn)生和線粒體依賴細(xì)胞凋亡和自噬的中間樞紐46,47。最近有研究發(fā)現(xiàn) 過(guò)表達(dá)Fis148可以檢測(cè)到線粒體 自噬過(guò)程，以及帕 金森疾病密切相關(guān)的磷酸化的 ERK1/2可以定位于發(fā) 生自噬的 線粒體上。7細(xì)胞凋亡研究與抗腫瘤藥物的開(kāi)發(fā) 重新激活月中瘤細(xì)胞內(nèi)部的凋亡程 序是研究者對(duì)癌癥治療最有效的治療手段。但是目前的化療藥物除了能夠誘導(dǎo)月中瘤細(xì)胞凋亡外，也

43、會(huì)損傷正常的細(xì) 胞組織，具有很大的毒副作用，這主要是由于 這些藥物沒(méi)有特定的作用組織靶點(diǎn)。因此，針對(duì)月中瘤細(xì)胞凋亡異常的信號(hào)分子，找到合適的細(xì)胞凋亡相關(guān)調(diào)節(jié)分子靶點(diǎn)，才能夠開(kāi)發(fā)出具有特異性的新型藥物。很多研究證明IAP家族蛋白在通過(guò)對(duì)細(xì)胞凋亡的抑制影響腫瘤的形成中起著非常 重要的作用，而IAP是通過(guò)直接對(duì)Caspase；者procaspase勺抑制或者通過(guò)調(diào)控 NF- k改揮其功能。因此，IAP可以小鼠雖然表型正常，但其自發(fā)性月中瘤發(fā)生的 頻率卻很高，說(shuō)明Beclin-1是一個(gè)重要的月中瘤抑制基因，其雜合性缺失是細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的原因之一。近 一步的研究指出，Beclin-1 -/-小鼠aut

44、ophagy缺陷， 細(xì)胞凋亡正常，說(shuō)明 Beclin-1是autophagy的調(diào)控基 因。通過(guò)深入研究 Beclin-1、 自噬以及惡性月中瘤的 關(guān)系，必將對(duì)惡性月中瘤的發(fā)生和治療奠定基礎(chǔ)。Liang等39-41發(fā)現(xiàn) UVRAG (a novel coiled-coil UV irradiation resistance associated geneM有對(duì) Beclin1PI(3KC3復(fù)合體正調(diào)控功能；作為潛在的月中瘤抑制因子，在人結(jié)腸癌具有非常高的突變。UVRAG主要通過(guò)Beclin1-PI(3KC3介導(dǎo)調(diào)控細(xì)胞自噬或者抑制 人 結(jié)腸月中瘤細(xì)胞增殖和成瘤。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)UVRAG可以與V

45、Ps(內(nèi)涵體融合主要組分相互作 用，這種作用會(huì)刺激Rab7 GTPase?舌性以及自噬 體與后來(lái)的內(nèi)涵體 /溶酶體融合，因此促進(jìn)自噬物 的降解和運(yùn)輸， 而且UVRAG-Beclin1-PI(3KC3復(fù) 合512生命科學(xué) 第 20 卷 ruin: a comprehensive update of caspase substrates. Cell Death Differ, 2003, 10: 76-100 Desagher S, Martinou JC. Mitochondria as the central control point of apoptosis. Trends Cell Bi

46、ol, 2000, 10: 369-77 Liu X, Kim CN, Yang J, et al. Induction of apoptotic program in cell-free extracts: requirement for dATP and cytochrome c. Cell, 1996, 86: 147-57 Lorenzo HK, Susin SA, Penninger J, et al. Apoptosis inducing factor (AIF: a phylogenetically old, caspase-independent effector of cel

47、l death. Cell Death Differ, 1999, 6: 51624 Verhagen AM, Ekert PG, Pakusch M, et al. Identification of DIABLO, a mammalian protein that promotes apoptosis by binding to and antagonizing IAP proteins. Cell, 2000, 102: 43-53 Ferrari D, Stepczynska A, Los M, et al. Differential regulation and ATP requir

48、ement for caspase-8 and caspase-3 activation during CD95- and anticancer drug-induced apoptosis. J Exp Med, 1998, 188: 979-84 Mancini M, Nicholson DW, Roy S, et al. The caspase-3 precursor has a cytosolic and mitochondrial distribution: implications for apoptotic signaling.J Cell Biol, 1998, 140: 14

49、85-95 Parrish J, Li L, Klotz K, et al. Mitochondrial endonuclease G is important for apoptosis in C. elegans. Nature, 2001,412: 90-4 Li LY, Luo X, Wang X. Endonuclease G is an apoptotic DNase when released from mitochondria. Nature, 2001,412: 95-9 Cain K, Bratton SB, Cohen GM. The Apaf-1 apoptosome:

50、 a large caspase-activating complex. Biochimie, 2002, 84: 20314 Shi Y. Apoptosome: the cellular engine for the activation of caspase-9. Structure, 2002, 10: 285-8 Purring-Koch C, McLendon G. Cytochrome c binding to Apaf-1: the effects of dATP and ionic strength. Proc Natl Acad Sci USA, 2000, 97: 119

51、28-31 Bratton SB, Walker G, Srinivasula SM, et al. Recruitment, activation and retention of caspases-9 and -3 by Apaf-1 apoptosome and associated XIAP complexes. EMBO J, 2001,20: 998-1009 Deveraux QL, Reed JC. IAP family proteins-suppressors of apoptosis. Genes Dev, 1999 13: 239-52 Li H, Zhu H, Xu C

52、J, et al. Cleavage of BID by caspase 8 mediates the mitochondrial damage in the Fas pathway of apoptosis. Cell, 1998, 94: 491-501 Luo X, Budihardjo I, Zou H, et al. Bid, a Bcl2 interacting protein, mediates cytochrome c release from mitochondria in response to activation of cell surface death recept

53、ors. Cell, 1998, 94: 481-90 Martinou I, Missotten M, Fernandez PA, et al. Bax andBak proteins require caspase activity to trigger apoptosis in sympathetic neurons. Neuroreport, 1998, 9: 15-9 Desagher S, Osen-Sand A, Nichols A, et al. Bid-induced conformational change of Bax is responsible for mitoch

54、ondrial cytochrome c release during apoptosis. J Cell Biol, 1999, 144: 891-901 Shimizu S, Narita M, Tsujimoto Y. Bcl-2 family proteins regulate the release of apoptogenic cytochrome c by th降為月中瘤 治療的潛在的靶目標(biāo)，如通過(guò) RNAi抑制IAP的表達(dá)或者開(kāi)發(fā)拮抗IAP活性的小 分子化合物49。研究小分子化合物使模擬拮抗 Smac抑制IAPs (XIAP、cIAP1、 cIAP2活性變?yōu)榭赡?。Smac及其合

55、成類似物都能夠與IAPs Bir結(jié)構(gòu)域相互作用。 模擬成熟的Smac的N端AVPI結(jié)構(gòu)的Smac mimetic誘導(dǎo)Caspase-8ft賴的細(xì)胞 凋亡。一方面Smac mimetic在胞內(nèi)能夠刺激cIAPs自動(dòng)泛素化降解，又反過(guò)來(lái) 導(dǎo) 致NIK的穩(wěn)定和加速RIP1的募集。另一面擬Smac會(huì)增加TNFa誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的 敏感性。在細(xì)胞凋亡 受Caspase譜抑制及Z-VAD抑制后，Samc mime t i c能夠 誘導(dǎo)一些細(xì)胞發(fā)生不依賴于 TN F a和RIPK1的細(xì)胞壞死50-53。另外，以Bcl-2 作為靶點(diǎn)的月中瘤治療研究得到 發(fā)展。通過(guò)降低胞內(nèi)Bcl-2/Bcl-xL蛋白的表達(dá)水 平，

56、如Bcl-2反義寡核甘酸，從而增加月中瘤細(xì)胞凋 亡敏感性。此方法已應(yīng)用于對(duì)惡 性黑色素瘤的治療。二是尋找Bcl-2/Bcl-xL的小分子抑制劑，阻斷 Bcl-2/Bcl-xL蛋 白的抑凋亡活性。如首先篩選出的小分子化合物HA14-1 ,能夠誘導(dǎo)對(duì)eoptoside具有抗性的高表達(dá) Bcl-2的HL-60細(xì)胞凋亡。如 BH3I-1、BH3I-2、antimycin、 chelerythrine TW37、GX015070、ABT-737、gossypol及其類似物，這些化合 物 具有與促凋亡蛋白的 BH3結(jié)構(gòu)域競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合Bcl-2/ Bcl-xL ,封閉Bcl-2/Bcl-xL蛋白 活性，進(jìn)而促進(jìn)

57、細(xì)胞凋亡。在這些化合物中，如棉酚及其類似物被發(fā)現(xiàn)具有抗月中瘤的活性，包括結(jié)腸、前列腺、胰腺、淋巴等月中瘤細(xì)胞。最近通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬Bim的BH3結(jié)構(gòu)域合成的棉酚類似物 TW-37,具有與Bcl-2、Bcl-xL和Mcl-1非 常高的結(jié)合度54 0已經(jīng)發(fā)現(xiàn)TW37與MEK的抑制劑結(jié)合抑制月中瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)， 或者通過(guò)NF-kBW制前列腺月中瘤細(xì)胞生長(zhǎng)55 o另外，GX015-070已經(jīng)被應(yīng)用于 臨床試驗(yàn)治療小細(xì)胞肺癌和肝惡性月中瘤細(xì)胞。8結(jié)語(yǔ)近年來(lái)，對(duì)于細(xì)胞凋亡的 研究已經(jīng)在月中瘤生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、免疫生物學(xué)等方面取得很多 突破性的成果。特別是關(guān)于細(xì)胞自噬和 凋亡相互轉(zhuǎn)換的機(jī)制發(fā)現(xiàn)以及

58、對(duì) Samc的模 擬研究重大發(fā)現(xiàn)，給我們?cè)谖磥?lái)對(duì)于腫瘤的發(fā)生和治療提供 很多借鑒意義。參 考 文獻(xiàn)1 Fischer U, Janicke RU, Schulze-Osthoff K. Many cuts to 19 18 17 15 14 13 10 9 8 7 6 5 2 3 4 11 12 16第4期朱玉山，等：線粒體與 細(xì)胞凋亡 調(diào)控513 mitochondrial channel VDAC. Nature, 1999, 399: 483-7 20 Nie C, Tian C, Zhao L, et al. Cysteine 62 of Bax is critical for its

59、 conformational activation and its proapoptotic activity in response to H2O 2- induced apoptosis. J Biol Chem, 2008, 283: 15359-69 21 Stoka V, Turk B, Schendel SL, et al. Lysosomal protease pathways to apoptosis. Cleavage of bid, not pro-caspases, is the most likely route. J Biol Chem, 2001,276: 314

60、9-57 22 Schendel SL, Azimov R, Pawlowski K, et al. Ion channel activity of the BH3 only Bcl-2 family member, BID. J Biol Chem,1999, 274: 21932-6 23 Borner C, Martinou I, Mattmann C, et al. The protein bcl-2 a does not require membrane attachment, but two conserved domains to suppress apoptosis. J Ce