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认识和利用细胞的凋亡

作者：詹姆斯·威尔来源：中国医学论坛报日期：2011-09-14

导读

细胞凋亡（Apoptosis）是细胞内能量依赖的死亡程序活化而致的细胞自杀，是由基因控制的细胞自主有序的主动死亡过程。正常情况下，细胞凋亡对机体是一种保护作用，是为了更好地适应生存环境而主动采取的一种死亡过程。

关键字：细胞凋亡 | 肿瘤

詹姆斯·威尔美国国家科学院院士，美国加利福尼亚大学旧金山分校（UCSF）主席，UCSF药理系主任。

　　在细胞凋亡领域，笔者对两个方面最感兴趣：①细胞的凋亡是级联反应过程，其中究竟有多少蛋白质参与？②了解细胞凋亡的同时，如何利用该过程寻找肿瘤治疗或监测的新靶点？

　　细胞凋亡的发生

　　在整个细胞凋亡过程中，caspase家族即半胱天冬蛋白酶起着必不可少的作用，我们称之为凋亡蛋白酶，细胞凋亡的过程实际上是caspase不可逆地有限水解底物的级联放大反应过程。

　　Caspase家族主要分为两类，一类为凋亡启动因子（caspase2、8、9、10），一类为凋亡效应因子（caspase3、6、7），这两类因子引发细胞凋亡。Caspase 家族中还有一部分是炎症蛋白酶（caspase1、4、5），其活化后会激活一系列的细胞因子，从而使机体产生一系列的免疫反应，引发炎症。

　　由此可见，在细胞凋亡过程中，caspase活性的启动很关键，虽然caspase分子各异，但活化过程却相似：首先，在caspase前体的N-端前肽和大亚基之间的特定位点被水解去除N-端前肽，然后蛋白酶再在大小亚基之间切割释放大小亚基，进而形成有活性的四聚体。

　　不同的外界因素启动凋亡的方式不同，所引起的信号途径也不一样，细胞凋亡主要有两条通路：膜受体通路和线粒体通路。细胞接受外源性信号刺激后，通过激活细胞膜表面的死亡受体，经肿瘤坏死因子（TNF）或者FAS（一种跨膜蛋白，属于肿瘤坏死因子受体超家族成员）系统启动caspase的级联活化，细胞发生凋亡；另外，某些DNA损伤或细胞内应急信号的出现，会通过胞浆中的促凋亡蛋白（Bax 和Bid等），将凋亡信号传递至线粒体，造成线粒体损伤并诱导其激发线粒体通透性转变（MPT），释放细胞色素C（Cyt C），从而引发细胞凋亡。