唯BH3域蛋白与神经细胞凋亡

细胞凋亡在神经细胞的生理性和病理性死亡中起着重要作用。唯BH3域蛋白是Bcl-2家族中的一类仅含有BH3同源结构域的促凋亡分子,它们通过抑制Bcl-2抗凋亡成员的活性或激活Bax/Bak样促凋亡成员的活性来调节细胞凋亡。最近研究表明,唯BH3域蛋白在凋亡的启动及凋亡通路的沟通中发挥着极其重要的作用。     

Bcl-2家族中唯BH3域蛋白的研究进展

Bcl-2家族蛋白质在细胞凋亡的调控机制中起着重要的作用,该家族包括唯BH3结构域的蛋白质（only BH3 domain protein）,如Bid、Bik、Puma、Nova、Bmf等。随着凋亡研究的深入,在哺乳动物中现已发现10多种唯BH3结构域的蛋白质,并且在凋亡中发挥重要的作用。本文主要论述唯BH3域蛋白的作用机制及其应用的研究进展。     

P53正向细胞凋亡调控因子抑制剂对肝脏缺血再灌注损伤的保护作用

P53正向细胞凋亡调控因子(P53 upregulated modulator of apoptosis,PUMA)是Bcl-2家族唯BH3结构域亚家族成员,位于线粒体内,可被多种损伤因素诱导激活。PUMA通过BH3结构域与Bcl-2样抗凋亡蛋白结合后发挥其促凋亡作用。PUMA抑制剂模拟蛋白间的结合作用,阻碍PUMA与Bcl-2样蛋白结合,凋亡被抑制。在体内,依小鼠肝脏缺血、再灌注时间不同,损伤情况各异。损伤较轻时,PUMA表达升高,PUMA抑制剂能够保护肝脏抵抗损伤;当损伤较严重时,PUMA表达升高不明显,PUMA抑制剂的保护作用也不明显。综合上述,在一定程度损伤的条件下,PUMA抑制剂可以有效地保护肝脏,减轻损伤。     

HAX-1研究进展

HAX-1为凋亡调节蛋白,其结构与Bcl-2家族相近,含有BH1、BH2结构域。HAX-1在成年人心肌细胞中通过抑制caspase9的活化从而起到抗凋亡作用,同时也是促凋亡蛋白Omi/HtrA2的底物,在凋亡过程中被其降解。另外,HAX-1能够与蛋白的3＇非翻译区结合,可能参与了对mRNA的调节。HAX-1在机体细胞内广泛表达,与多种蛋白存在相互作用,具有多种生物学功能。简要综述了近年来有关HAX-1蛋白的抗细胞凋亡、参与细胞迁移,以及在病毒感染、疾病中的作用。     

PUMA-BH3结构域短肽的原核表达、纯化及促凋亡活性鉴定

Bcl-2家族蛋白质在线粒体途径凋亡的调控机制中起着重要的作用,p53正向细胞凋亡调控因子（p53 up-regulated modulator of apoptosis protein,PUMA)是该家族的一种只含有BH3同源区域的促凋亡蛋白。为得到PUMA的BH3结构域短肽并检测其生物学活性,将人工合成的编码PUMA-BH3肽的DNA片段克隆到质粒pTYB2上,构建出表达PUMA-BH3-内含肽-几丁质结合域融合蛋白的原核表达载体pTYB2-PUMA-BH3,转化大肠杆菌BL-21(DE3)中IPTG诱导表达。表达的融合蛋白经几丁质亲和层析、二硫苏糖醇（DTT）的柱内还原,直接获得可溶性PUMA-BH3肽。通过研究重组PUMA-BH3肽在体外条件下对线粒体活力、线粒体肿胀度以及细胞色素c释放的影响来鉴定其生物学活性。结果表明,获得的可溶性PUMA-BH3肽能作用于离体线粒体,引起线粒体活力降低,线粒体肿胀并能诱导细胞色素c释放。环孢菌素A对此有一定的抑制作用,提示PUMA-BH3肽对线粒体的上述作用是通过促进通透性转运孔( PTP)开放实现的。经原核表达及纯化,获得了具有促凋亡活性的PUMA-BH3肽,为进一步研制控制凋亡过程的药物奠定了基础。     

BH3分析技术研究进展及其应用

许多化疗药物发挥作用的重要方式是通过诱导线粒体介导的细胞凋亡.细胞凋亡在维持正常机体的内环境稳态中有重要作用,而在肿瘤细胞中,细胞凋亡的失调成为肿瘤细胞逃避化疗药物杀灭细胞作用的一道屏障. BCL-2家族蛋白在调节线粒体诱导的凋亡中处于中心地位,因此一项基于BCL-2家族蛋白的检测技术,BH3分析技术应运而生.该项技术的提出或许能为肿瘤的个性化治疗提供新的思路.本文重点综述BH3分析技术的原理,以及在肿瘤化疗药物选择和新型化疗药物开发中的应用.     

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.     

衣原体分泌性蛋白研究进展

衣原体分泌性蛋白是由衣原体基因编码并分泌到宿主细胞胞浆中的具有酶活性蛋白,研究最多的是蛋白酶体样活性因子即CPAF。CPAF能抑制IFN-γ诱导的MHC分子的表达、裂解角蛋白-8并通过裂解宿主细胞唯BH3域蛋白参与抗凋亡作用。2005年又发现两种肺炎嗜衣原体的分泌性蛋白CPn0796和CPn0797,但对其研究不多。     

促凋亡蛋白BAK的功能及在病毒感染中作用的研究进展

BAK蛋白从属于BCL-2家族,是细胞凋亡途径中的关键蛋白。BAK蛋白在凋亡信号的刺激下被激活,并在线粒体上集聚成簇后诱导细胞色素c等促凋亡物质释放,通过caspase级联反应放大凋亡信号,最终诱导细胞死亡。目前的BAK研究普遍用于针对癌细胞凋亡逃逸及病毒对机体细胞免疫的逃逸过程,而病毒等病原体与BAK之间的作用机制、影响胞内凋亡和炎症通路的激活以及炎性因子活化的研究较少。因此对BAK蛋白结构、功能和BAK可能介导的相关通路进行介绍,并对其在病毒感染研究中的作用进展进行了分析,以期为促凋亡蛋白BAK在病毒感染中作用的深入研究提供一些理论基础。     

Bcl—2家族蛋白与细胞凋亡

Bcl 2家族蛋白是在细胞凋亡过程中起关键性作用的一类蛋白质。在线粒体上 ,Bcl 2家族蛋白通过与其他凋亡蛋白的协同作用 ,调控线粒体结构与功能的稳定性 ,发挥着细胞凋亡“主开关”的作用。Bcl 2家族包括两类蛋白质 :一类是抗凋亡蛋白 ,另一类是促凋亡蛋白。在细胞凋亡时 ,Bcl 2家族中的促凋亡蛋白成员发生蛋白质的加工修饰 ,易位到线粒体的外膜上 ,引起细胞色素c、凋亡诱导因子等其他促凋亡因子的释放 ,导致细胞凋亡 ;而平时被隔离在线粒体等细胞器内的该家族的抗凋亡蛋白成员则抑制细胞色素c和凋亡诱导因子等促凋亡因子的释放 ,具有抑制细胞凋亡的功能。但一旦这类抗凋亡蛋白成员与激活的促凋亡蛋白发生相互作用后 ,便丧失了对细胞凋亡的抑制作用 ,造成线粒体等细胞器的功能丧失和细胞器内促凋亡因子的释放 ,导致细胞凋亡。现以Bcl 2家族调控细胞凋亡的最新研究进展为基础 ,对Bcl 2家族成员及其蛋白质结构、分布和调控细胞凋亡的分子机制进行综述。     

凋亡信号调节激酶1对细胞凋亡的调节作用

细胞存活与凋亡之间的平衡是多细胞生物正常发育与稳态的关键。细胞凋亡是受多种因素高度调控的细胞程序性死亡过程。凋亡信号调节激酶 1 (ASK1 )是促分裂原活化蛋白激酶激酶激酶家族的成员之一 ,它分别激活SER1 JNK和MKK3 MKK6 p38途径 ,在细胞因子及应激诱导细胞凋亡过程中起着关键作用。TNF受体和Fas信号转导系统在抗凋亡与促凋亡过程中发挥重要作用 ,其中包括TNF受体Ⅰ相关死亡域蛋白 (TRADD)、Fas相关死亡域蛋白 (FADD)等多种蛋白因子。细胞色素C是线粒体依赖性死亡信号 ,受Bcl 2家族蛋白的调节。反应性氧化合物的氧化激活使硫氧还蛋白 (Trx)氧化 ,并与ASK1分离 ,从而激活ASK1造成细胞凋亡。总之 ,许多促凋亡与抗凋亡因子组成复杂的、相互拮抗的机制。在信号转导的各种不同的关卡上 ,这些因子的平衡作用最终决定细胞的生与死。     

过表达NOLC1诱导人非小细胞肺癌细胞凋亡

人核仁磷酸化蛋白1 (Nucleolar and coiledbody phosphoprotein 1,NOLC1)在癌症的发生发展过程中起着至关重要的调控作用,为探讨NOLC1对肺癌细胞的作用,本研究通过Gateway系统构建重组NOLC1腺病毒载体,成功包装NOLC1腺病毒后,分别感染正常人类胚胎肺细胞(HEL)和非小细胞肺癌细胞(A549细胞),过表达NOLC1。通过MTT实验、AnnexinV-APC/PI双染法和线粒体膜电位实验,证明与HEL细胞相比,NOLC1的过表达对A549细胞的活性降低、凋亡增加、线粒体膜电位下降影响较为显著;通过Real-time PCR检测Caspase家族、TNF与受体家族和BCL2家族基因的表达,发现过表达NOLC1明显上调了A549细胞中促凋亡基因的表达,下调了抗凋亡基因的表达,其中两种重要的促凋亡蛋白CASP8和BAX均显著上调,但是在HEL细胞中这种影响不明显。研究结果表明过表达NOLC1蛋白通过对线粒体通路和死亡受体通路的共同作用,对非小细胞癌具有显著的抗肿瘤活性。     

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。     

Bax/Bak蛋白在凋亡通路中的调控与激活机制

细胞凋亡是机体维持组织稳态和胚胎发育的重要机制之一,受到多种信号分子的严格调控。促凋亡Bcl-2家族蛋白成员Bax和Bak蛋白在细胞凋亡中扮演着非常重要的角色。在凋亡信号的刺激下,Bax和Bak蛋白被激活并在线粒体上互相凝集成簇,使得线粒体膜的通透性增加,引起凋亡因子的释放,并最终诱导细胞的死亡。本文主要介绍Bax和Bak蛋白在细胞凋亡过程中的调控与激活机制,并详细阐述目前它们在线粒体凋亡通路中的几个激活模型,总结二者在激活线粒体凋亡通路中的作用,为进一步研究线粒体凋亡通路作一铺垫。     

Bcl-2家族蛋白及其在细胞凋亡中的作用

Bcl-2家族蛋白是目前已知的细胞凋亡中最重要的调控因子,在细胞凋亡通路中起着重要的调节作用．对其作用机制的研究将有助于对肿瘤,自身免疫性和神经变性等疾病的治疗。该文介绍Bcl-2家族中主要的几种蛋白在凋亡中的作用,以及对线粒体膜通透性的调控作用。     

Bcl-2/Beclin-1复合体在自噬中的调节作用

自噬(autophagy)是一种进化保守的溶酶体依赖性分解代谢途径,是细胞维持自稳态的重要机制之一,并参与多种疾病的发生. Beclin-1作为自噬体成核的关键分子之一,是1个调节自噬的关键靶点. Beclin-1有1个BH3结构域,Bcl-2、Bcl-XL等可以通过这个BH3结构域与Beclin-1结合而影响其活性. 抗凋亡Bcl-2家族蛋白和Beclin-1的表达水平、磷酸化、分子的亚细胞定位以及BH3-only蛋白等,均可调节Beclin-1蛋白和Bcl-2家族蛋白结合水平,进而调控自噬的发生,并可能对细胞最终走向自噬还是凋亡起着关键作用.     

受体相互作用蛋白3——细胞凋亡与坏死的调节阀

综述了受体相互作用蛋白(RIPs)蛋白结构和RIP3调控细胞凋亡与坏死机制的研究进展．受体相互作用蛋白3(receptor-interacting protein 3, RIP3)是丝/苏氨酸蛋白激酶家族成员之一,该蛋白质家族包含一类高度保守的丝/苏氨酸激酶结构域．RIP家族激酶作为细胞应激传感分子,在调控细胞凋亡、细胞坏死和存活通路中发挥重要作用．近年发现,RIP3参与肿瘤坏死因子TNFα诱导的细胞程序化坏死的生物学过程．认识RIP3调控TNFα诱导的细胞凋亡与坏死不同死亡途径转换的分子机制,有助于发现肿瘤治疗的新策略．     

白藜芦醇对胰腺癌细胞增殖和凋亡影响的研究

为了研究白藜芦醇对人胰腺癌细胞增殖和存活的影响,利用不同浓度白藜芦醇处理PANC-1和Bx PC-3细胞,通过MTS和软琼脂集落实验检测白藜芦醇对胰腺癌细胞的停泊依赖和停泊非依赖增殖的抑制。同时,采用免疫印迹的方法,检测不同浓度白藜芦醇对胰腺癌细胞增殖相关信号通路的调控,及不同时间点凋亡激活相关蛋白分子的表达。结果发现白藜芦醇能剂量依赖性抑制PANC-1和Bx PC-3细胞增殖,并且这种增殖抑制作用与表皮生长因子受体(epithelial growth factor receptor,EGFR)及下游信号通路的抑制有关。一定浓度的白藜芦醇能诱导胰腺癌细胞发生凋亡,caspase3和caspase7被剪切活化。通过检测Bcl-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)促存活家族蛋白,证实白藜芦醇能有效抑制Mcl-1(myeloid cell leukemia-1,Mcl-1)的表达,并不改变Bcl-2和Bcl-XL的表达。实验结果初步表明,白藜芦醇抑制胰腺癌的增殖与存活与EGFR信号通路及促存活蛋白Mcl-1的表达下调有关。     

Bcl-2蛋白家族调节凋亡和自噬信号通路的研究进展

自噬和凋亡是哺乳动物清除体内自身物质的两种重要生理过程,不同之处在于前者利于细胞生存,后者促进细胞死亡,它们在组织稳态、发育和疾病中起主要作用。Bcl-2蛋白家族对自噬和凋亡的信号通路存在交叉调控,使细胞的生死抉择具有可控性的同时形成复杂的信号转导网络,导致人们对其机制不甚清楚。该文首先总结了Bcl-2蛋白家族通过调节线粒体外膜通透和钙信号进而调控凋亡的分子机制,然后讨论了该家族成员的相互作用及其对钙信号的影响在自噬信号通路中的关键作用,最后提出了Bcl-2蛋白家族通过调节凋亡和自噬决定细胞命运的观点。     

前凋亡因子与脑血管疾病的关系研究

Bim（bcl—2 interacting mediator of cell death）,又称前凋亡因子（pro-apoptotic Bcl-2 proteins）,是Bcl-2家族中BH3-only亚家族成员,具有促凋亡活性,是重要的凋亡诱导基因,在细胞凋亡过程中有重要作用,而最近研究表明凋亡是脑缺血后神经元死亡的重要形式,故Bim与脑血管疾病关系密切。本文就Bim的分子结构、生物学功能及其调节机制作一简单阐述,并重点讨论了其与脑血管疾病关系方面的研究进展,以望为脑血管疾病的防治提供一新的途径。