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细胞凋亡研究新进展:机制与临床意义

2008-05-08 21:55 未知 未知 阅读 0
核心摘要: 本文综述了2008年细胞凋亡研究的重要进展,包括北京生命科学研究所揭示的凋亡细胞降解新机制(unc-108基因功能)、美国St.Jude儿童研究医院发现的三个关键蛋白(Hax1、Parl、HtrA2)在抗凋亡中的作用,以及德国国家癌症中心关于CD95信号调控胶质母细胞瘤扩散的研究。文章还回顾了细胞凋亡研究的历史和临床意义,强调其在肿瘤、自身免疫病及神经退行性疾病中的关键作用。

细胞凋亡过程的紊乱与多种疾病(如肿瘤、自身免疫性疾病)的发生密切相关。细胞凋亡不仅是一种特殊的细胞死亡类型,还具有重要的生物学和临床意义。近年来,细胞凋亡研究已成为生物学和医学领域的热点。以下为2008年国内外学者在该领域取得的重要进展。

▲凋亡细胞降解机制被揭示

在科技部“863”计划和北京市科委资助下,北京生命科学研究所的研究人员揭示了凋亡细胞降解的新机制,相关成果于2008年2月发表在《发育(Development)》杂志上。在细胞凋亡过程中,即将凋亡的细胞会激活内源机制以促进快速死亡,随后被邻近细胞或吞噬细胞识别并降解。这一过程是细胞死亡程序的关键环节,其障碍可导致哮喘、类风湿性关节炎和狼疮等炎症及自身免疫疾病。研究人员在线虫中克隆了基因unc-108(人类RabGTPase2的同源基因),发现其与凋亡细胞降解相关。unc-108在吞噬细胞中表达,主要影响凋亡细胞的降解而非吞噬过程。它通过介导早期内含体到晚期内含体及晚期内含体到溶酶体的转运,促进吞噬小体的成熟。研究还证实,小鼠Rab2可替代线虫unc-108的功能,表明Rab蛋白是哺乳动物中清除凋亡细胞的潜在调节因子。

▲新发现三个关键蛋白

2008年3月,美国St.Jude儿童研究医院在《自然》杂志上报道,发现了保护特定细胞免于凋亡的蛋白质工作机制。研究显示,三个分子(Hax1、Parl和HtrA2)中任何一个缺失,都会导致细胞丧失抗凋亡能力。Kostmann综合征(一种儿童遗传性粒细胞缺陷病)由Hax1蛋白缺乏引起。研究人员培育了Hax1基因敲除小鼠,发现其大脑中细胞凋亡导致广泛神经细胞降解,小鼠在10-20周内死亡,且免疫系统淋巴细胞凋亡加速。进一步研究发现,Hax1和Parl在线粒体内膜中结合,协助HtrA2酶切除自身区域以激活活性。缺乏Hax1时,HtrA2保持惰性。活性HtrA2可抑制Bax蛋白结合线粒体外膜,从而阻断细胞死亡信号通路。

▲调控凋亡开关抑制肿瘤扩散

癌细胞常因凋亡分子开关丢失而失去自我毁灭能力,对化疗和放疗不敏感。CD95细胞表面蛋白与CD95L结合可触发凋亡级联信号。胶质母细胞瘤具有强浸润性和高抗性,手术难以完全切除。德国国家癌症中心研究发现,胶质母细胞瘤中CD95与CD95L结合不仅未诱导凋亡,反而产生MMP9蛋白,这种“分子剪刀”破坏组织间蛋白纤维网络,促进癌细胞入侵。动物实验表明,使用抑制CD95的抗体可阻滞小鼠胶质母细胞瘤的生长扩散。

▲相关链接:细胞凋亡研究概况

1965年,澳大利亚科学家发现结扎鼠门静脉后,肝实质组织中出现散在死亡细胞,其溶酶体未破坏,不同于细胞坏死,表现为细胞体积收缩、染色质凝集,被吞噬而无炎症反应。1972年,Kerr等首次提出细胞凋亡概念。上世纪七八十年代,研究集中于形态学和生物化学特征。近年来,细胞凋亡研究进入分子生物学阶段,涉及相关基因调控、信号转导及分子相互作用。细胞凋亡与临床密切相关,如HIV感染导致CD4+细胞减少、肿瘤发生与凋亡受阻、自身免疫病及神经退行性病变等。

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