p53上调凋亡调制物的促凋亡作用

p53上调凋亡调制物(p53up-regulated modulator of apoptosis,PUMA)是Bcl-2家族中BH3-only(Bcl-2 homology 3-only)蛋白质家族成员,通过其BH3结构域与所有的Bcl-2抗凋亡蛋白质结合,引发线粒体功能障碍和胱天蛋白酶(caspase)级联反应,诱导细胞凋亡。PUMA被证实在多种病理性应激介导的细胞凋亡中发挥着至关重要的作用,因而成为近年研究的热点。     

细胞凋亡的线粒体调控蛋白的研究进展

凋亡早期近科固定不变的标志之一就是线粒体膜通透性（MMP）的变化,这提示线粒体在凋亡过程中执行双重作用。一方面,将多种促细胞凋亡级联转导信号合于一条由MMP激活的通路;另一方面,通过释放存在于膜间隙的可溶性蛋白参与凋亡后期的分解代谢反应,最近研究发现,核转录因子能易位到线粒体膜引起MMP改变;线粒体膜间隙存在一种蛋白质Smac/DIABLO,释放后可特异性阻抑细胞凋亡蛋白抑制剂（IAPs）,进而促进胱冬肽酶活化,引发细胞凋亡,这些发现进一步阐明了MMP与细胞死亡机制的关系。     

神经酰胺以Caspase依赖和非依赖方式诱导线粒体凋亡蛋白释放

本研究探讨了外源性C2-神经酰胺诱导入结肠癌HT-29细胞凋亡中,线粒体膜间隙凋亡蛋白的释放机制．不同浓度C2-神经酰胺作用HT-29细胞,流式细胞仪检测线粒体膜电位（△ψm）,线粒体／细胞液分离试剂盒分离亚细胞成分,聚丙烯酰胺凝胶电泳检测细胞色素C（Cytc）、高温必需蛋白A2（HtrA2）、线粒体源性半胱天冬氨酸蛋白酶第二活化因子（Smac）、凋亡抑制蛋白（XtAP）和半胱天冬氨酸蛋白酶-3（Caspase-3）蛋白表达水平．实验结果显示25和50μmol／L C2-神经酰胺作用细胞6h,△ψm即开始下降（P〈0．05）,且环孢霉素能通过调节线粒体膜通透性转换孔抑制△ψm的下降．C2-神经酰胺对Cyt c,HtrA2和Smac总蛋白表达没有明显影响,但能诱导Cyt c,HtrA2和Smac从线粒体释放入细胞液中,并下调XIAP蛋白的表达及活化Caspase-3．在Caspase抑制剂存在下,C2-神经酰胺仍能诱导Cyt c和HtrA2从线粒体释放,但不能诱导Smac释放．因此认为C2-神经酰胺能通过线粒体凋亡通路诱导HT-29细胞凋亡,C2-神经酰胺诱导Cytc和HtrA2从线粒体的释放是Caspase非依赖性的,而Smac释放是Caspase依赖性的．     

Procaspase-8失调与肿瘤细胞对TRAIL的耐受

肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)可激活胱天蛋白酶（caspase）家族蛋白系列级联反应,最终诱导细胞凋亡. TRAIL选择性地诱导肿瘤细胞凋亡而不损伤正常细胞,使其成为治疗癌症的潜在药物靶点. 目前已知,细胞型FADD样白介素-1-β转换酶抑制蛋白(c FLIP)和凋亡抑制蛋白(IAPs)是肿瘤细胞对TRAIL耐受的主要原因.胱天蛋白酶原-8（procaspase-8）是TRAIL凋亡信号途径中的凋亡起始蛋白. 然而近年发现,在某些肿瘤细胞中procaspase-8功能失调常会阻碍凋亡信号传导,使肿瘤细胞对TRAIL诱导的凋亡产生耐受. 本文就其机制进行概述.     

线粒体与细胞凋亡调控

细胞凋亡是一个受到一系列相关基因严格调控的细胞死亡过程。线粒体是细胞凋亡调控的活动中心。在凋亡因子的刺激下,线粒体释放出不同促凋亡因子如细胞色素C、Smac／Diablo等,激活细胞内凋亡蛋白酶Caspase。我们发现,活化后的Caspase可以反过来作用于线粒体,引发更大量线粒体细胞色素c的释放,构成细胞色素c释放的正反馈调节机制,从而导致电子传递链的中断、膜电势的丧失、胞内ROS的升高以及线粒体产生ATP功能的完全丧失。Bcl-2家族蛋白在细胞色素C释放和细胞凋亡调控中起关键作用。     

猕猴脑胱天蛋白酶-3活化及其靶蛋白的体外研究(英)

凋亡的主要生化过程包括胱天蛋白酶的活化及其对细胞内蛋白质的选择性切割.在已知的胱天蛋白酶中,可被多种凋亡刺激信号激活的胱天蛋白酶-3备受注目.为进一步揭示灵长类动物神经组织中未知的胱天蛋白酶-3靶蛋白,采用成年猕猴脑组织粗提物作为无细胞体系,通过加入granzyme B引发凋亡途径的部分反应,如胱天蛋白酶-3的活化及随后发生的蛋白质水解.经蛋白质印迹分析发现,与granzyme B共孵育后,猕猴脑胱天蛋白酶-3以两步方式从酶原转化为活性酶.对猕猴脑组织自身蛋白质的进一步分析显示,多聚ADP-核糖聚合酶（PARP）被水解为长85 ku的片段,此片段提示胱天蛋白酶-3的特异切割活性.此外,神经元凋亡抑制蛋白（NAIP）也被切割,产生长约40 ku的小片段,但是它的出现不被胱天蛋白酶-3特异性抑制剂Ac-DEVD-CHO阻断,因此可能是granzyme B直接作用于NAIP所致.以上结果提示,凋亡相关酶切反应可在成年猕猴脑组织提取物中得到重现;NAIP可能是granzyme B而非胱天蛋白酶-3的作用靶点.     

猕猴脑胱天蛋白酶-3活化及其靶蛋白的体外研究

凋亡的主要生化过程包括胱天蛋白酶的活化及其对细胞内蛋白质的选择性切割.在已知的胱天蛋白酶中,可被多种凋亡刺激信号激活的胱天蛋白酶-3备受注目.为进一步揭示灵长类动物神经组织中未知的胱天蛋白酶-3靶蛋白,采用成年猕猴脑组织粗提物作为无细胞体系,通过加入granzyme B引发凋亡途径的部分反应,如胱天蛋白酶-3的活化及随后发生的蛋白质水解.经蛋白质印迹分析发现,与granzyme B共孵育后,猕猴脑胱天蛋白酶-3以两步方式从酶原转化为活性酶.对猕猴脑组织自身蛋白质的进一步分析显示,多聚ADP-核糖聚合酶(PARP)被水解为长85 ku的片段,此片段提示胱天蛋白酶-3的特异切割活性.此外,神经元凋亡抑制蛋白(NAIP)也被切割,产生长约40 ku的小片段,但是它的出现不被胱天蛋白酶-3特异性抑制剂Ac-DEVD-CHO阻断,因此可能是granzyme B直接作用于NAIP所致.以上结果提示,凋亡相关酶切反应可在成年猕猴脑组织提取物中得到重现;NAIP可能是granzyme B而非胱天蛋白酶-3的作用靶点.     

凋亡诱导因子的研究进展

凋亡诱导因子(apoptosis-inducing factor,AIF)是一类存在于线粒体内外膜间隙的保守的黄素蛋白,具有双重功能。在细胞正常的生理状态下,作为线粒体氧化还原酶,能催化细胞色素c(Cytc)和NAD之间的电子传递,当细胞受到凋亡刺激后,就从膜间隙释放到细胞质中,并通过其核定位信号序列(nuclear localization sequence,NLS)进入细胞核内,引起染色体核周边凝集和DNA呈大片段断裂(约50kb),进而引发不依赖于caspase的细胞凋亡。AIF的释放受Bcl-2家族蛋白的调控,同时也受Hsp70的抑制,它还是多聚(ADP核糖)聚合酶1[poly(ADP-ribose)polymerase1,PARP1]介导的细胞凋亡途径的下游效应物。     

蛋白激酶B抗细胞凋亡的信号转导机制

蛋白激酶B是抗细胞凋亡的重要调节子。蛋白激酶B的抗细胞凋亡机制主要涉及：磷酸化FoxO降低其与凋亡有关的转录活性;使凋亡抑制剂存活蛋白(survivin)的表达增加;使NF-κB活化并转位入核,启动抗凋亡基因的转录;使胱天蛋白酶-8(caspase-8)抑制剂FLIP(FADD—like ICE inhibitory protein)的表达增加;磷酸化MDM2使其转位入核进而抑制p53的促凋亡作用;使糖原合成酶激酶3失活;磷酸化Bad使其与Bcl-2或Bcl—XL解离而抗细胞凋亡;直接磷酸化胱天蛋白酶-9使其激活下游胱天蛋白酶的能力降低。     

细胞凋亡中的Bcl-2家族蛋白及其BH3结构域的功能研究

凋亡相关蛋白中的Bcl-2家族是细胞凋亡的关键调节分子,由抗凋亡和促凋亡成员组成,这些成员之间通过相互协同作用调节了线粒体结构与功能的稳定性,从而在线粒体水平发挥着细胞凋亡的“开关”作用.抗凋亡成员大都分布于线粒体的外膜,与促凋亡成员的BH3结构域相互作用对细胞凋亡发挥抵抗作用.促凋亡成员则主要分布于细胞浆中,细胞接受死亡信号刺激后,促凋亡成员自身受到一系列的调节,如典型的Bax构象改变、BAD和Bik的磷酸化调节以及Bid和Bim的蛋白裂解效应等,使得促凋亡成员在凋亡信号的刺激下整合于线粒体外膜,最终导致线粒体通透转换孔的开放,进而释放包括细胞色素c、凋亡诱导因子、Smac等重要的凋亡因子,随后caspase被激活进而断裂重要的细胞内结构蛋白与功能分子,执行细胞凋亡.