细胞凋亡又称程序性细胞死亡,是为维持内环境稳定,在一定时间内,细胞按一定的程序发生死亡,这种细胞死亡具有严格的基因时空性和选择性。细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。它是一种正常的生理现象,细胞凋亡异常往往会导致癌症的发生。
1、细胞凋亡有哪些特点?
如前所述,细胞凋亡是一种普遍的生理过程(如图1所示),主要分为三个阶段,定型阶段(靶细胞接到死亡指令,开始程序死亡)、实施阶段和吞噬阶段。在实施阶段中,细胞内出现了一系列的形态和生化变化,染色质聚集、分块、位于核膜上,胞质凝缩,最后核断裂,细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体。凋亡小体内有结构完整的细胞器,还有凝缩的染色体,可被邻近细胞吞噬消化,因始终有膜封闭,没有内溶物释放,故不会引起炎症。在吞噬阶段中,凋亡小体被周围的吞噬细胞消化吞噬,凋亡完成。
图1.ThediagramofApoptosis
2、哪些重要因子介导细胞凋亡?
凋亡可被多种细胞信号激活,如钙稳态失衡、氧化损伤、线粒体损伤、*素、生长因素和激素刺激等。经典的细胞凋亡机制可分为内源性信号通路和外源性信号通路两种。内源性凋亡信号通常激活线粒体途径。外源性死亡受体途径开始于特异性死亡受体与配体结合,如FasL(CD95)或TNFR1分别和配体Fas或TNF-α结合,使死亡受体的结构域寡聚化,后募集Caspase-8和衔接蛋白FADD形成死亡诱导信号复合体DISC。
介导细胞凋亡的重要因子包括:Bcl2家族、caspases、死亡受体配体、凋亡抑制蛋白和线粒体介导凋亡调控因子等等。
Bcl2家族是介导细胞凋亡内源性途径的重要调控因子,根据Bcl-2家族蛋白的结构域构成及功能可分为抗凋亡蛋白、促凋亡蛋白、BH3-only蛋白3类。抗凋亡蛋白包括Bcl-2、Bcl-XL、Bcl-w、Mcl-1和BFL-1(A1),促凋亡蛋白包括BAX和BAK,BH3-only蛋白包括Bid、Bim、Bad、Bmf、Bik/Nbk、Blk、Noxa、Bbc3和DP5等。BH3-only蛋白在细胞损伤等刺激下增多,一方面可直接激活促凋亡蛋白BAX/BAK在线粒体膜上形成寡聚体,导致线粒体外膜通透性增加,最终细胞凋亡;另一方面与抗凋亡蛋白结合,阻断抗凋亡作用[1]。
Caspases是一个进化保守性半胱氨酸依赖蛋白内切酶家族,在特定天冬氨酸残基后水解它们的底物。凋亡Caspase在功能上细分为诱导Caspase(caspase8、9和10)和效应Caspase(caspase3、6和7)。诱导Caspase激活效应Caspase,后者随后破坏关键结构蛋白并活化其他酶[2]。
死亡受体(DR)属肿瘤坏死因子受体(TNFR)超家族,共同拥有富含Cys的胞外结构域和胞内死亡结构域(DD)。当死亡受体与特定的受体配体结合后,其接收胞外的死亡信号,激活细胞内的凋亡机制,诱导细胞凋亡。更多详情,