凋亡诱导因子是线粒体内介导核凋亡的最主要蛋白质之一

凋亡诱导因子（apoptosis-inducing factor, AIF）基因定位于X染色体上,其编码产物是一种可直接介导细胞核凋亡的效应分子. 鼠AIF前体蛋白在胞浆中合成后,通过其N端的线粒体定位信号（MLS）有效地穿入线粒体膜间隙,然后在102位甘氨酸处水解掉MLS,其余部分再与黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）结合,并重新折叠成为具有促凋亡潜能的成熟AIF分子,分子质量为57 ku.当凋亡信号刺激时,AIF分子从线粒体释放到胞浆,然后转位到细胞核内,引起染色体核周边凝集和DNA呈大片段断裂（～50 kb）. 该作用不受广谱caspases抑制剂z-VAD.fmk的抑制,也不受Bcl-2过量表达的影响.基因剔除实验表明,AIF蛋白的促凋亡活性是胚胎小鼠形态发生过程中类胚体成腔所必需的,而且是AIF独立作用的结果,可以不依赖caspase-3的活性.因此AIF介导的细胞凋亡可能代表了独立于caspase通路之外的另一条更原始、更保守的凋亡途径.     

凋亡诱导因子(AIF)对细胞凋亡的调控

凋亡诱导因子（apoptosis-inducing factor,AIF）是一种具有凋亡诱导活性的蛋白质,定位于线粒体的膜间隙.细胞受到凋亡刺激时,AIF分子从线粒体释放到胞质,然后再易位到核,与染色体DNA结合,使染色体核周边凝集和DNA断裂成约50kb的大片段.AIF具有凋亡诱导活性和氧化还原酶活性,但二者的作用是脱偶联的.AIF是第一个被鉴定出可以不依赖于胱天蛋白酶（caspase）信号通路而直接介导细胞发生凋亡的分子,但后来也有的报道认为AIF的凋亡活性需依赖于胱天蛋白酶.     

凋亡诱导因子与细胞凋亡

凋亡诱导因子 (apoptosisinducefactor,AIF)是定位于线粒体膜间隙中的一种氧化还原酶 ,含有线粒体定位信号和核定位信号序列 ,具有很强的促凋亡活性 ,在类胚体成腔和胚胎早期分化过程中具有重要作用。在死亡信号或细胞胁迫的刺激下 ,线粒体通透性转变孔开放 ,释放AIF及细胞色素c至细胞质溶质中 ,具有核定位信号序列的AIF便进入细胞核内 ,引起染色质的初步凝集和DNA大规模断片化 (约 5 0kb) ,进而引发不依赖于胱冬肽酶的细胞凋亡途径 ;线粒体膜间隙释放出来的细胞色素c则可引起染色质的进一步凝集和DNA的寡核小体断片化 ,从而引发依赖于胱冬肽酶的细胞凋亡途径 ;与此同时 ,从线粒体膜间隙释放出来的AIF又可反馈放大线粒体通透性转变孔的渗透性 ,引起AIF与细胞色素c的进一步释放从而加快细胞死亡的进程。此外 ,细胞胁迫还可激活由多聚 (ADP 核糖 )聚合酶 1(PARP 1)所引发的细胞凋亡途径 ,通过AIF和细胞色素c引发细胞凋亡。最新研究结果表明 ,AIF同源线粒体关联死亡诱导者 (AIF homologousmitochondria associatedinducerofdeath ,AMID)与p5 3应答基因的编码产物 (p5 3 responsivegene 3,PRG3)均为AIF的同源蛋白质 ,可直接诱导人类细胞的凋亡。线虫的凋亡诱导因子WAH 1所诱导的细胞凋亡途径依赖于胱冬肽酶     

截断型线粒体凋亡诱导因子相互作用蛋白质的筛选与鉴定

线粒体凋亡诱导因子(AIF)是一类存在于线粒体内外膜之间保守的黄素蛋白,它从线粒体到细胞核的转位可诱导细胞凋亡．AIF诱导细胞凋亡的确切机制还不是很清楚．为了筛选可能与截断型AIF存在相互作用的蛋白质,探讨截断型AIF诱导细胞凋亡的机制,用逆转录PCR扩增剪切掉线粒体定位信号的人AIF基因片段并克隆入pcDNA3.1载体,导入肝癌HepG2细胞．成功检测到截断型在转录与翻译水平上的表达．提取转染截断型AIF基因的细胞的蛋白质,用免疫沉淀方法分离与截断型可能存在相互作用的蛋白质,用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱对分离得到的蛋白质进行鉴定,其中一蛋白质条带经鉴定为β-actin．再次用反向免疫共沉淀法与Western blot法对筛选出的可能相互作用蛋白质进行验证．结果表明,截断型AIF与β-actin之间可能存在相互作用．     

copine V蛋白的亚细胞定位

目的：确定copine V蛋白的亚细胞定位,初步研究该蛋白的生物学功能.方法：将copine V编码区基因分别构建真核表达载体pEGFP-copine V（或pRED-copine V）,转染HEK293、HeLa细胞,在激光共聚焦荧光显微镜下与转染空载体pEGFP-N1（或pRED-N1）的细胞比较观察.结果：经限制性内切酶分析鉴定,构建的重组表达载体正确.通过激光共聚焦荧光显微镜观察,转染了重组载体pEGFP-copine V的细胞荧光信号集中分布于胞膜和内膜系统;进一步研究表明copine V定位于内质网而非线粒体,而空载体则在整个细胞中均匀分布.结论：copine V蛋白定位于细胞膜和内质网上,而不定位于线粒体.     

嵌合重组caspase-3诱导表达促进肿瘤细胞凋亡

通过稳定转染人宫颈癌HeLa细胞,建立了野生型caspase-3（wt-casp3）,大小亚基序列颠倒的重组caspase-3 (r-casp3),和N端融合绿脓杆菌外毒素（PE）转膜肽段的嵌合重组caspase-3 (cr-casp3)的诱导表达细胞系.蜕皮素诱导后细胞中检测到目的基因的表达,MTT检测和细胞计数结果表明,r-casp3和cr-casp3诱导表达后有效地导致HeLa细胞死亡,通过测定细胞中caspase-3活性,以及细胞周期检测、DNA梯状电泳条带检测(DNA ladder)、电镜观察等证实r-casp3和cr-casp3诱导表达后细胞发生了凋亡,且二者的促凋亡活性相当,而wt-casp3诱导表达细胞并未出现上述效应.结果表明,与野生型caspase-3活化需要上游分子的切割不同,重组caspase-3具有自发的促凋亡活性,而N端PE肽段的融合不影响这种活性,因此PE转膜结构域和重组caspase-3有望参与构建能转膜进入细胞内部,并杀伤细胞的新型肿瘤治疗分子.     

镉诱导HEK293细胞凋亡及其线粒体凋亡途径

本课题研究了氯化镉(CdCl_2)诱导HEK293细胞(人胚胎肾细胞系)的凋亡,初步探讨了凋亡过程中Caspase-3、Bcl-2的变化和凋亡诱导因子(AIF)的转移以及它们的意义。MTT法检测CdCl_2对HEK293细胞增殖的抑制作用;通过倒置显微镜、电镜、琼脂糖凝胶电泳、流式细胞术、激光共聚焦观察细胞凋亡;应用Western blot法和荧光免疫法测定Caspase-3酶原、Bcl-2蛋白的变化以及检测AIF蛋白在细胞中的定位。结果显示:CdCl_2对HEK293细胞具有显著的生长抑制作用,并呈明显的剂量和时间依赖性。在琼脂糖凝胶电泳中,显示有凋亡细胞特有的DNA梯状条带,其中30μmol/L作用6-9h梯状条带最为清晰,时间过长或浓度过高则梯状条带逐渐模糊,表明镉浓度过高或处理时间过长,细胞有坏死。流式细胞仪检测也印证了这一结果。形态学观察可见明显的细胞凋亡特征。同时线粒体膜电位明显下降,发现Caspase-3酶原蛋白、Bcl-2蛋白含量减少,并具有时间依赖性;另外检测到线粒体AIF向细胞核转移。而Bcl-2转染后有一定的抑制凋亡作用。实验结果提示,CdCl_2能够诱导HEK293细胞凋亡,线粒体损伤导致AIF转移与细胞色素c释放,从而引发的非Caspases与Caspases凋亡途径可能在镉引发的细胞凋亡过程中起重要作用,而Caspase-3, Bcl-2起着重要的调控作用。     

靶向IRE1a干扰质粒构建及对ERS时细胞增殖及凋亡的影响

目的构建靶向人IRE1a的shRNA干扰质粒（pSUPER-IRE1a）并观察其对人HeLa细胞和HepG2细胞增殖及凋亡的影响。方法设计并合成靶向IRE1a基因的两条shRNA,分别克隆至真核表达载体pSUPER构建重组质粒pS1、pS2,依次转染入HeLa细胞和HepG2细胞中。采用RT—PCR检测pS1、pS2转染前后IRE1a在HeLa细胞和HepG2细胞中的mRNA水平,免疫印迹检测pS1、pS2转染前后IRE1a蛋白的表达;MTT比色法、BrdU／DAPI双免疫荧光法及流式细胞仪分别检测各重组质粒对HeLa细胞和HepG2细胞增殖及凋亡的影响。结果干扰质粒（pSUPER-IRE1a）能有效抑制HeLa细胞和HepG2细胞中IRE1a基因的表达;成功转染后,细胞处于内质网应激（ER stress）状态时,各实验组细胞增殖率及凋亡率与对照组比较,差异均具有统计学意义P〈0．05）。结论成功构建靶向人IRE1a的shRNA真核表达载体pS1、pS2,有效抑制了HeLa细胞和HepG2细胞中IRE1a的表达;细胞处于ERS状态时,IRE1a-shRNA有效促进HeLa、HepG2两种肿瘤细胞的增殖;抑制HeLa和HepG2细胞的凋亡。     

凋亡诱导因子在姜黄素诱导的大鼠肺成纤维细胞凋亡中的作用

目的：研究姜黄素对肺纤维化大鼠肺成纤维细胞增殖、凋亡的影响,探讨凋亡诱导因子（AIF）在肺成纤维细胞凋亡中的作用。方法：将体外培养的肺纤维化大鼠成纤维细胞,分别于不同浓度的姜黄素（5、10、20、40μM）和caspase-3抑制剂Z-DEVD-fmk（20μM）孵育,观测细胞生长状态变化。MTT检测成纤维细胞增殖抑制率;流式细胞仪检测细胞凋亡率;Western-Blot测定凋亡诱导因子（AIF）蛋白表达及核转位结果：流式细胞术检测细胞凋亡,5～40μM姜黄素处理12 h,其凋亡率呈浓度依赖,对照组相比,差异显著;而抑制caspase-3并不能完全阻止细胞凋亡。Western-Blot结果显示,姜黄素处理组出现凋亡诱导因子（AIF）蛋白表达与核转位,抑制caspase-3活性后未检测出AIF表达结论：姜黄素可抑制肺成纤维细胞增殖,其诱导大鼠肺成纤维细胞凋亡,可能与线粒体释放AIF有关。     

重构型人caspase-8基因的表达诱导HeLa细胞凋亡

以两种大、小亚基基因次序颠倒的重构型人caspase-8基因的pIRES2-EGFP真核表达载体转染HeLa细胞,用间接免疫荧光染色、免疫细胞化学染色和电镜观察等方法,研究重构型人caspase-8基因在HeLa细胞中的表达及其促凋亡活性.结果显示,两种重构型人caspase-8基因在HeLa细胞中的表达可以有效地诱导HeLa细胞凋亡.     

快速诱导细胞凋亡及检测方法研究

目的：探讨Ca2＋和Na＋诱导细胞凋亡的最佳浓度及时间,并用甲基绿一派诺宁染色法检测凋亡细胞的形态变化。方法：分别用不同浓度梯度及时间梯度的Ca2＋和Na＋胁迫处理洋葱鳞茎内表皮细胞,得诱导的最佳浓度及时间;用甲基绿一派诺宁染色法检测诱导凋亡的洋葱鳞茎内表皮细胞、大蒜根尖细胞和鸡血红细胞的形态特征变化。结果：诱导处理的最佳Ca2＋和Na＋浓度为0．4mol／L,最适时间约为8h,且CaCl2的诱导效果较NaCl好;经甲基绿一派诺宁染色,洋葱鳞茎内表皮细胞、大蒜根尖细胞、鸡血红细胞凋亡细胞的细胞核均呈蓝紫色,细胞质呈红色。结论：找出了诱导细胞凋亡的最适Ca2＋和Na＋浓度和时间,并检测到细胞凋亡。     

天然提取物诱导人HepG2 细胞凋亡的研究进展

细胞凋亡是机体维持内环境稳定,更好的适应生存环境采取的一种死亡过程。细胞凋亡异常与肿瘤的发生、发展存在密切的关系。细胞凋亡的信号途径主要有死亡受体介导的外源性通路、线粒体介导内源性通路、内质网信号通路及MAPK信号通路。通过作用于凋亡信号通路上一些关键基因,诱导肿瘤细胞凋亡被认为是临床抗肿瘤治疗最有成效的治疗方法之一。研究已证实多种天然提取物作用于凋亡信号途径中一些重要因子可诱导细胞凋亡,并取得较好的抑制肿瘤增殖的效果。本文是关于细胞凋亡机制及各种天然提取物作用于凋亡通路上主要基因进行抗肿瘤治疗研究进展的综述。     

BTV及其dsRNA分子诱导IFN产生和细胞凋亡

在离体培养细胞上探讨BTV(BluetongueVirus,BTV)和BTVdsRNA分子诱导人宫颈癌Hela细胞IFN(Interferon)产生和凋亡的生物医学作用。离体培养的人宫颈癌Hela细胞单层分别施以不同水平的蓝舌病毒(BTV)和脂质体包裹的BTVdsRNA等因素处理,比较研究不同处理后细胞形态学差异;并通过MTT法检测不同处理条件下细胞存活率的差异;ELISA试剂盒检测培养细胞上清液中IFN含量及流式细胞仪检测细胞凋亡率。分析了不同处理条件下不同用量的病毒及不同浓度的RNA脂质体复合物诱导培养细胞产生IFN量的差异,揭示了不同因素和不同水平处理下,Hela细胞IFN产量具有显著性差异(p<0.05),而BTVdsRNA诱导人宫颈癌Hela细胞凋亡能力低于BTV(p<0.05)。BTVdsRNA可显著诱导人宫颈癌细胞产生IFN和凋亡,推断BTVdsRNA具有发展成为新的干扰素诱导剂的潜能。     

BTV及其dsRNA分子诱导IFN产生和细胞凋亡

在离体培养细胞上探讨BTV(Bluetongue Virus,BTV)和BTV dsRNA分子诱导人宫颈癌Hela细胞IFN(Interferon)产生和凋亡的生物医学作用.离体培养的人宫颈癌Hela细胞单层分别施以不同水平的蓝舌病毒(BTV)和脂质体包裹的BTV dsRNA等因素处理,比较研究不同处理后细胞形态学差异;并通过MTT法检测不同处理条件下细胞存活率的差异;ELISA试剂盒检测培养细胞上清液中IFN含量及流式细胞仪检测细胞凋亡率.分析了不同处理条件下不同用量的病毒及不同浓度的RNA-脂质体复合物诱导培养细胞产生IFN量的差异,揭示了不同因素和不同水平处理下, Hela细胞IFN产量具有显著性差异(p<0.05), 而BTV dsRNA诱导人宫颈癌Hela细胞凋亡能力低于BTV(p<0.05).BTV dsRNA可显著诱导人宫颈癌细胞产生IFN和凋亡,推断BTV dsRNA具有发展成为新的干扰素诱导剂的潜能.     

黄酮和黄酮醇通过诱导PIG3表达引发人食管癌细胞凋亡

采用两株人食管癌细胞(鳞癌KYSE-510和腺癌OE33)为肿瘤模型,在体外探讨黄酮、黄酮醇化合物诱导细胞凋亡的分子机制．DNA片段化、吖啶橙染色以及流式细胞术的分析结果表明,3种黄酮(木犀草素、白杨素、芹菜素)和3种黄酮醇(槲皮素、山奈酚、杨梅素)均能诱导两株食管癌细胞发生凋亡．荧光定量RT-PCR和Western-blot分析结果表明,黄酮和黄酮醇是通过诱导PIG3 mRNA和蛋白质的表达、经线粒体途径以非p53依赖的方式,引发两株食管癌细胞凋亡．同时,这一过程可能受到p63和p73的调节．     

Propolis Suppresses Tumor Angiogenesis by Inducing Apoptosis in Tube-Forming Endothelial Cells

We have reported that propolis suppresses tumor-induced angiogenesis in vivo and in vitro, but antiangiogenic mechanism of propolis at cellular level remains unclear. In this study, we observed that propolis not only inhibited tube formation but also induced apoptosis of endothelial cells. These results suggest that propolis exerts its antiangiogenic effects at least in part through induction of apoptosis.     

Hematoporphyrin Monomethyl Ether-Mediated Photodynamic Therapy Selectively Kills Sarcomas by Inducing Apoptosis

We investigated the antitumor effect and mechanism of hematoporphyrin monomethyl ether-mediated photodynamic therapy (HMME-PDT) in sarcomas. Intracellular uptake of HMME by osteosarcoma cells (LM8 and K7) was time- and dose-dependent, while this was not observed for myoblast cells (C2C12) and fibroblast cells (NIH/3T3). HMME-PDT markedly inhibited the proliferation of sarcoma cell lines (LM8, MG63, Saos-2, SW1353, TC71, and RD) (P<0.05), and the killing effect was improved with increased HMME concentration and energy intensity. Flow cytometry analysis revealed that LM8, MG63, and Saos-2 cells underwent apoptosis after treatment with HMME-PDT. Additionally, apoptosis was induced after HMME-PDT in a three-dimensional culture of osteosarcoma cells. Hoechst 33342 staining confirmed apoptosis. Cell death caused by PDT was rescued by an irreversible inhibitor (Z-VAD-FMK) of caspase. However, cell viability was not markedly decreased compared with the HMME-PDT group. Expression levels of caspase-1, caspase-3, caspase-6, caspase-9, and poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) proteins were markedly up-regulated in the treatment groups and increased with HMME concentration as determined by western blot analysis. In vivo, tumor volume markedly decreased at 7–16 days post-PDT. Hematoxylin and eosin staining revealed widespread necrotic and infiltrative inflammatory cells in the HMME-PDT group. Immunohistochemistry analysis also showed that caspase-1, caspase-3, caspase-6, caspase-9, and PARP proteins were significantly increased in the HMME-PDT group. These results indicate that HMME-PDT has a potent killing effect on osteosarcoma cells in vitro and significantly inhibits tumor growth in vivo, which is associated with the caspase-dependent pathway.     

Caspase-2 Maintains Bone Homeostasis by Inducing Apoptosis of Oxidatively-Damaged Osteoclasts

Osteoporosis is a silent disease, characterized by a porous bone micro-structure that enhances risk for fractures and associated disabilities. Senile, or age-related osteoporosis (SO), affects both men and women, resulting in increased morbidity and mortality. However, cellular and molecular mechanisms underlying senile osteoporosis are not fully known. Recent studies implicate the accumulation of reactive oxygen species (ROS) and increased oxidative stress as key factors in SO. Herein, we show that loss of caspase-2, a cysteine aspartate protease involved in oxidative stress-induced apoptosis, results in total body and femoral bone loss in aged mice (20% decrease in bone mineral density), and an increase in bone fragility (30% decrease in fracture strength). Importantly, we demonstrate that genetic ablation or selective inhibition of caspase-2 using zVDVAD-fmk results in increased numbers of bone-resorbing osteoclasts and enhanced tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP) activity. Conversely, transfection of osteoclast precursors with wild type caspase-2 but not an enzymatic mutant, results in a decrease in TRAP activity. We demonstrate that caspase-2 expression is induced in osteoclasts treated with oxidants such as hydrogen peroxide and that loss of caspase-2 enhances resistance to oxidants, as measured by TRAP activity, and decreases oxidative stress-induced apoptosis of osteoclasts. Moreover, oxidative stress, quantified by assessment of the lipid peroxidation marker, 4-HNE, is increased in Casp2^-/- bone, perhaps due to a decrease in antioxidant enzymes such as SOD2. Taken together, our data point to a critical and novel role for caspase-2 in maintaining bone homeostasis by modulating ROS levels and osteoclast apoptosis during conditions of enhanced oxidative stress that occur during aging.     

凋亡诱导因子AIF在肝癌组织中的表达及临床意义*

目的:探讨凋亡诱导因子(AIF)在肝细胞癌组织中的表达及其临床意义。方法:采用免疫组织化学Envision法检测75例肝细胞癌组织及其相应癌旁肝组织、30例正常肝组织中AIF的表达,并分析其表达与肝细胞癌临床病理因素的相关性。结果:肝癌组织中AIF阳性表达率明显高于癌旁组织及正常肝组织,差异均具有统计学意义(P<0.01)。AIF在肝癌组织中的表达仅与病理分级密切相关(P<0.01),而与年龄、性别、肿瘤大小、临床分期、肿瘤数目、有无肿瘤包膜和有无淋巴结转移、有无门静脉癌栓均无关。结论:AIF表达可能参与了肝癌的发生和发展过程。     

凋亡诱导因子AIF在肝癌组织中的表达及临床意义

目的：探讨凋亡诱导因子（AIF）在肝细胞癌组织中的表达及其临床意义。方法：采用免疫组织化学Envision法检测75例肝细胞癌组织及其相应癌旁肝组织、30例正常肝组织中AIF的表达,并分析其表达与肝细胞癌临床病理因素的相关性。结果：肝癌组织中AIF阳性表达率明显高于癌旁组织及正常肝组织,差异均具有统计学意义（P〈0.01）。AIF在肝癌组织中的表达仅与病理分级密切相关（P〈0.01）,而与年龄、性别、肿瘤大小、临床分期、肿瘤数目、有无肿瘤包膜和有无淋巴结转移、有无门静脉癌栓均无关。结论：AIF表达可能参与了肝癌的发生和发展过程。