生命科学一站式供应商
信号通路1:细胞凋亡(Apoptosis)深度解析
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。
上海优宁维生物科技股份有限公司向正向善向上
生命科学一站式供应商
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(apoptoticproteaseactivatingfactor-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(caspaserecruitmentdomain)结构域,此结构域具备召集caspase-9的能