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【四正柏】細(xì)胞凋亡的明星分子、熱門(mén)通路

 更新時(shí)間:2024-09-02 點(diǎn)擊量:435

一、前言

細(xì)胞凋亡,屬于細(xì)胞程序性死亡(PCD),其實(shí)是一種優(yōu)雅而體面的死亡方式。優(yōu)雅,細(xì)胞內(nèi)各種凋亡分子齊聚,上演奔向死亡的交響樂(lè)。體面,細(xì)胞從出生到老死的過(guò)程中除了不停地創(chuàng)造著屬于它的價(jià)值之外,在奔向死亡的路上有著不同的道路以及引路者也就是明星凋亡分子。本文通過(guò)盤(pán)點(diǎn)凋亡通路、明星分子、檢測(cè)方法,帶你進(jìn)一步了解細(xì)胞凋亡的研究思路。

二、凋亡通路

方式

原理

線(xiàn)粒體通路

Bax 家族與Bcl-2 家族聯(lián)手,改變線(xiàn)粒體膜的通透性,使得跨膜電位丟失并釋放細(xì)胞色素 CCyt C)和其他蛋白,誘導(dǎo) Caspase 通路級(jí)聯(lián)反應(yīng)。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通路

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)失常引起,不是細(xì)胞膜或線(xiàn)粒體觸發(fā)的凋亡信號(hào)。

死亡受體通路

外界因素作為細(xì)胞凋亡的啟動(dòng)劑,通過(guò)不同信號(hào)傳遞系統(tǒng)傳遞凋亡信號(hào)。

然而細(xì)胞并不全是平平安安度過(guò)它的一生,內(nèi)源性刺激(細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境的改變、生長(zhǎng)因子或激素剝奪等)以及外源性刺激Ca2+超載、氧化應(yīng)激過(guò)度、pH 過(guò)高、線(xiàn)粒體膜電位下降、能量衰竭、藥物誘導(dǎo)等)都可能會(huì)啟動(dòng)細(xì)胞凋亡程序和細(xì)胞壞死。

【四正柏】細(xì)胞凋亡的明星分子、熱門(mén)通路

1.細(xì)胞凋亡和壞死相關(guān)分子機(jī)制

三、細(xì)胞凋亡明星分子

關(guān)于細(xì)胞凋亡的研究普遍是從以下幾個(gè)方面入手:與細(xì)胞凋亡相關(guān)的基因,分子,及其調(diào)控機(jī)制;細(xì)胞凋亡相關(guān)信號(hào)通路以及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程;細(xì)胞凋亡相關(guān)分子之間的相互作用;細(xì)胞凋亡相關(guān)研究的臨床應(yīng)用。

由此可見(jiàn),掌握凋亡相關(guān)基因 —— 凋亡中的「大明星」分子,對(duì)進(jìn)一步研究凋亡的具體機(jī)制來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

01

Blc-2 家族

Bcl-2 家族成員包括促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白,它們的比率決定了細(xì)胞對(duì)各種死亡信號(hào)的敏感性。Bcl-2 家族控制著線(xiàn)粒體外膜和內(nèi)膜的通透性,因此是線(xiàn)粒體凋亡途徑主要調(diào)控者,它們通過(guò)激活一系列下游基因發(fā)揮調(diào)節(jié)凋亡作用。

抗凋亡成員包括 Bcl-2、C-xl、bCL-W、mL-1 B-1/A1,這些蛋白定位在線(xiàn)粒體或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上。這些抗凋亡蛋白通過(guò)結(jié)合或分解促凋亡蛋白而阻止細(xì)胞死亡。

促凋亡成員根據(jù)功能和結(jié)構(gòu)不同分為兩個(gè)亞類(lèi):一種為多結(jié)構(gòu)蛋白,如 Bax Bak,但缺少 N BH4 結(jié)構(gòu)域;另一種是單 BH3 結(jié)構(gòu)的 Bcl-2 家族成員,包括 BikBim,Bid,Puma/BBC3 Noxa/APR,而每個(gè)成員都介導(dǎo)特定的細(xì)胞死亡信號(hào)

02

死亡受體家族

死亡受體是一組細(xì)胞表面標(biāo)記,屬于腫瘤壞死因子受體超家族。死亡受體家族的胞內(nèi)部分都含約 80 個(gè)氨基酸殘基,共同組成介導(dǎo)凋亡的區(qū)域,稱(chēng)為死亡結(jié)構(gòu)域。該結(jié)構(gòu)域很重要,可將胞外信號(hào)傳遞到胞內(nèi),進(jìn)而引發(fā)凋亡。

配體與死亡受體相結(jié)合類(lèi)型主要有 FASL/FASR、TNF-α/THFR1、APO3L/DR3、APO2L/DR4、APO2L/DR4/DR5、TRAIL/DR5DQM3/DR6 等。

03

Caspase 家族

Caspase 活化具有兩種機(jī)制,即同源活化異源活化,一般后者是前者的結(jié)果。

通常 caspase-8,-10,-2 介導(dǎo)死亡受體通路的細(xì)胞凋亡,分別被募集到 Fas TNFR1 復(fù)合物;而 caspase-9 則參與線(xiàn)粒體通路的細(xì)胞凋亡,被募集到 Cytc/d ATP/Apaf-1 組成的凋亡體

Caspase-10 活化后可裂解并激活 caspase-3 -7,而其本身則由 caspase-8 加工,該基因突變與 IIA 型自身免疫淋巴增生性綜合征、非霍奇金淋巴瘤和胃癌有關(guān)。

【四正柏】細(xì)胞凋亡的明星分子、熱門(mén)通路

2.  典型的線(xiàn)粒體介導(dǎo)和 caspase 依賴(lài)途徑

四、細(xì)胞凋亡的檢測(cè)指標(biāo)

那么該如何來(lái)檢測(cè)細(xì)胞凋亡的相關(guān)指標(biāo)呢?根據(jù)側(cè)重點(diǎn)不同,可以選擇相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)觀察細(xì)胞凋亡情況。

觀察角度

實(shí)驗(yàn)方法

基于細(xì)胞功能

細(xì)胞膜表面磷酯酰絲氨酸檢測(cè)

線(xiàn)粒體膜電位檢測(cè)

基于生化標(biāo)記

DNA損傷檢測(cè)

凋亡分子標(biāo)記檢測(cè)

基于形態(tài)學(xué)方法

電子顯微鏡

細(xì)胞核形態(tài)染色

五、四正柏助力細(xì)胞凋亡檢測(cè)

關(guān)于細(xì)胞凋亡的研究,我們精選了高效、靈敏、齊全的研究工具:

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