细胞凋亡(Apoptosis)是一种程序性细胞死亡,具有调节性细胞死亡的特征,主要表现为核固缩、细胞萎缩、细胞膜起泡以及DNA片段化。此外,半胱氨酸蛋白酶家族(Caspase)作为细胞凋亡的核心调控标志物,在相关研究中展现出极大的影响力。接下来,我们将与尊龙凯时一起深入了解细胞凋亡通路的主要标志物。
细胞凋亡的主要途径
细胞凋亡主要有三种途径:内源性凋亡途径、外源性凋亡途径和内质网应激诱导的凋亡。
内源性凋亡途径(线粒体途径)
内源性凋亡途径由促凋亡因子(如BAD、BID)和抗凋亡因子(如BCL-2)等B细胞淋巴瘤-2(BCL-2)家族蛋白调控,BAK/BAX蛋白的寡聚化被激活。这些BAK/BAX寡聚体在细胞线粒体外膜上形成孔道,导致细胞色素c释放至细胞质中。细胞色素c与凋亡蛋白酶激活因子1(Apaf-1)结合,后者招募半胱天冬酶原-9(procaspase-9),组合成凋亡体(apoptosome),激活caspase-3/6/7,最终诱导细胞凋亡。
外源性凋亡途径
外源性凋亡途径通过细胞膜表面受体(如肿瘤坏死因子受体1(TNFR1))与配体结合激活。此过程形成含有TNFR1相关死亡结构域蛋白(TRADD)或Fas相关死亡结构域蛋白(FADD)等组分的信号复合物。凋亡抑制蛋白(cIAPs)通过对RIPK1的泛素化修饰稳定此复合物,诱导转录因子NF-κB激活。FLICE样抑制蛋白(FLIP)则限制作动caspase-8的活性,促进细胞存活和增殖。当通路失衡时,caspase-8和caspase-10被激活,触发半胱天冬酶级联反应,最终导致细胞凋亡。
内质网应激诱导的凋亡
内质网应激诱导的凋亡是一种相对较新的调控机制。当内质网受到压力时,未折叠蛋白反应(UPR)被激活。此过程由三种内质网应激感受蛋白激活:肌醇需求酶1(IRE1)、蛋白激酶R样内质网激酶(PERK)和激活转录因子6(ATF6)。IRE1与接头蛋白TNF受体相关因子2(TRAF2)相互作用,激活c-Jun氨基末端激酶(JNK),从而促进促凋亡蛋白Bad的表达,诱导细胞凋亡。同时,PERK促使真核翻译起始因子2α(eIF2α)磷酸化,激活ATF4的翻译,进一步促进内质网应激蛋白CHOP的表达,促进细胞凋亡进程。
细胞凋亡的生理意义
细胞凋亡在胚胎发育和组织形成中起着不可或缺的作用,其精细调控依赖于RIPK1和caspase-8。此外,细胞凋亡在免疫系统中对抗感染和清除携带不可修复DNA损伤的细胞至关重要。细胞凋亡的失调与多种疾病(如自身免疫性疾病、神经退行性疾病和癌症)相关,理解细胞凋亡对这些生物过程的影响可能为治疗提供新思路,造福人类健康。
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