Apoptosis
凋亡的启动受到极为严格的激活机制的调控,这主要归因于一旦凋亡程序启动,细胞便会不可逆转地走向死亡结局。在已被深入探究的激活机制当中,内源性途径(亦被称作线粒体途径)以及外源性途径尤为突出。
一、内源性途径:
线粒体对于多细胞生命而言属于不可或缺的关键要素。倘若缺失线粒体,细胞的有氧呼吸将会停止,进而迅速走向死亡。
线粒体所包含的蛋白 SMACs(即第二线粒体衍生的半胱天冬酶激活剂)会伴随线粒体膜渗透性的升高而被释放至细胞质内,其通过与抑制凋亡蛋白(IAPs,凋亡抑制蛋白)相结合的方式致使 IAPs 失去活性,从而推动凋亡进程。
在粒体凋亡诱导通道(MAC)形成之后,细胞色素 c 会从线粒体释放到线粒体外膜区域。当细胞色素 c 被释放后,它能够与凋亡蛋白酶激活因子 - 1(Apaf - 1)以及 ATP 相互结合,随后在 ATP 的作用下与 pro - caspase - 9 结合形成一种名为凋亡体的蛋白质复合物。此后,该凋亡体召集并激活 caspase - 3,进一步引发半胱天冬酶级联反应,最终致使细胞发生凋亡。

二、外源性途径:
1. TNF 通路
TNF - α 属于一种主要由活化的巨噬细胞所产生的细胞因子。在人体之中,绝大多数细胞都具备两种 TNF - α 受体,分别是 TNFR1 与 TNFR2。TNF - α 同 TNFR1 相结合之后,会借助中间膜蛋白 TRADD(TNF 受体相关死亡结构域)以及 FADD(Fas 相关死亡结构域蛋白)来激活 caspase 通路。
这些被激活的 caspase 能够对细胞内的重要蛋白予以降解,进而引发细胞凋亡现象。此外,TNFR1 的信号传导还存在一种不依赖 caspase 的方式来诱导细胞凋亡。
2. Fas 通路
Fas 受体(亦被称作 Apo - 1 或 CD95)属于 TNF 家族的跨膜蛋白,其能够与 Fas 配体(FasL)相结合。Fas 与 FasL 之间的相互作用会促使死亡诱导信号转导复合物(DISC)得以形成,该复合物包含了 FADD、caspase - 8 以及 caspase - 10。
在一类细胞(type1)当中,caspase - 8 能够激活其他家族成员,从而推动凋亡的发生;而在另一类细胞(type2)中,Fas - DISC 会启动反馈循环,使得促凋亡因子的释放量增加,并激活 caspase - 8,最终促进凋亡进程。
三、凋亡相关的基因与蛋白
细胞凋亡的调控过程关联着诸多基因,其中涵盖了部分与细胞增殖紧密相关的原癌基因以及抑癌基因。
1. Caspase 家族
Caspase 隶属于半胱氨酸蛋白酶类别,其在线虫中的对应物为 ced - 3。这类蛋白酶在引发细胞凋亡进程中起着关键作用,一旦被相应的信号途径所激活,便会对细胞内的蛋白质展开降解行动,致使细胞不可逆转地迈向死亡结局。
Caspase 家族可划分成两类:其一为执行者类型,例如 caspase - 3、6、7,它们能够直接对细胞内的结构蛋白与功能蛋白进行降解,从而引发凋亡现象,不过它们无法借助自催化或者自剪接的方式来激活自身;其二是启动者类型,诸如 caspase - 8、9,在接收到特定信号之后,能够通过自剪接过程实现激活,进而引发 caspase 级联反应,比如 caspase - 8 能够依次激活 caspase - 3、6、7 等成员。
2. Apaf - 1
凋亡酶激活因子 - 1(apoptotic protease activating factor - 1),其在线虫中的同源物是 ced - 4。Apaf - 1 包含 3 个不同的结构域:一是 CARD(caspase recruitment domain)结构域,此结构域具备召集 caspase - 9 的能力;二是 ced - 4 同源结构域,其能够与 ATP/dATP 相结合;三是 C 端结构域,该结构域含有色氨酸 / 天冬氨酸重复序列。
当 Apaf - 1 / 细胞色素 c 复合体与 ATP/dATP 成功结合之后,Apaf - 1 便能够凭借其 CARD 结构域召集 caspase - 9,进而形成凋亡体(apoptosome),激活 caspase - 3,启动 caspase 级联反应。
3. Fas
Fas 又被称作 APO - 1/CD95,属于 TNF 受体家族范畴。Fas 蛋白在与 Fas 配体相结合之后,会激活 caspase,最终促使靶细胞走向凋亡之路。
4. IAPs
抑制凋亡蛋白(inhibitors of apoptosis proteins),其作为 caspase 的抑制因子发挥作用。它们借助 BIR 结构域(baculovirus IAP repeats domain)与 caspase 相结合,从而对 caspase 的活性予以抑制,例如 XIAP 便是其中典型代表。
5. Bcl - 2 家族
Bcl - 2 属于凋亡抑制基因,是一种膜整合蛋白,其功能与线虫中的 ced - 9 相当。到目前为止,已经发现了至少 19 个同源物,它们在由线粒体参与的凋亡途径里承担着调控职责,能够对线粒体中诸如细胞色素 c 等凋亡因子的释放过程加以控制。
依据功能与结构的差异,可以将 Bcl - 2 基因家族分成两类,一类具备抗凋亡特性,比如:Bcl - 2、Bcl - xl、Bcl - w、Mcl - 1;另一类则起到促进凋亡的作用,诸如:Bax、Bak、Bad、Bid、Bim。
6. p53
p53 是一种抑癌基因,其生物学功能主要体现在 G 期对 DNA 完整性的监测方面。倘若 DNA 出现损伤情况,它便会抑制细胞的增殖活动,直至 DNA 修复工作顺利完成。而若是 DNA 无法得到修复,那么它就会诱导细胞发生凋亡。
7. myc
myc 作为转录调控因子,具有双向调节的特性,既能够激活那些介导细胞增殖的基因,也可以激活介导细胞凋亡的基因。当生长因子存在且 Bcl - 2 基因表达时,它会促进细胞增殖;反之,则会导致细胞凋亡。
8. ATM
ATM(ataxia telangiectasia - mutated gene)是一个与 DNA 损伤检验密切相关的重要基因。
9. Survivin
Survivin 是凋亡抑制蛋白家族的新成员,具有肿瘤特异性,仅仅在肿瘤组织和胚胎组织中有所表达。
10. TRAF
肿瘤坏死因子受体相关因子(tumor necrosis factor receptor - associated factor),涵盖 TRAF1 至 TRAF6,其能够对配体 - 受体结合之后的信号转导过程进行调节。
11. FADD
Fas 相关死亡结构域蛋白(Fas - associated protein with death domain),是一种参与凋亡信号转导的胞质蛋白。其 C 末端包含死亡结构域,该结构域既能够自身相互结合,也可以与其他含有死亡结构域的分子(如 RIP、TRADD)相结合。它与 Fas 分子胞质区死亡结构域相结合时,能够介导细胞凋亡过程。
12. TRADD
肿瘤坏死因子受体相关死亡结构域蛋白(TNFR - associated death domain protein)。它是一种与 I 型 TNF 受体胞质区相结合的蛋白质。其 C 端含有死亡结构域,该结构域可自身相互结合或与其他含死亡结构域的分子(如 TNFRI、RIP、FADD 等)相结合。当它与 I 型 TNFR 的死亡结构域相结合时,能够介导 NF - κB 活化或者诱导细胞凋亡。
13. Smac
全称为 second mitochondria - derived activator of caspases。它是一种存在于线粒体并对细胞凋亡进行调节的蛋白质,其促凋亡作用是通过逆转凋亡抑制蛋白(IAPs),尤其是 X 连锁凋亡抑制蛋白(xIAP)的作用来达成的。
14. RIP
受体相互作用蛋白(receptor - interacting protein)。它属于丝氨酸 / 苏氨酸蛋白激酶类别。其 C 端含死亡结构域,通过自身相互结合或与其他含死亡结构域的分子(如 TRADD、Fas、TNFRI)相结合,参与 TNF、FasL 刺激后的信号转导过程,介导 NF - κB 活化,并且诱导细胞凋亡。

名称 | 货号 | 规格 |
APOPTOSIS | PPLM27 | / |
Apoptosis Antibody MiniAb Set | S0M1002-1 Kit | 1 Kit |
Apoptosis activator-2 | abs810359-5mg | 5mg |
FITC Annexin V Apoptosis Detection Kit I | 556547 | 100Tst |