徐云峰劉松堅

(1.廣州軍區(qū)機關(guān)門診部檢驗科，510080；2.廣州軍區(qū)療養(yǎng)院檢驗科，510515)

細(xì)胞凋亡是一種程序性死亡，其形態(tài)學(xué)特征是質(zhì)膜出泡、細(xì)胞皺縮、染色體濃縮、染色體DNA裂解[1]。有兩種途徑可導(dǎo)致細(xì)胞凋亡：①外源性凋亡途徑，又被稱為死亡受體通路，可由胞外腫瘤壞死因子受體(TNFR)或Fas受體(FasR)引發(fā)。②內(nèi)源性凋亡途徑，又被稱為線粒體/細(xì)胞色素C介導(dǎo)的通路，可通過Bcl-2家族成員調(diào)控。Bcl-2家族是細(xì)胞凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中關(guān)鍵的凋亡調(diào)節(jié)因子，現(xiàn)就近年來Bcl-2家族的結(jié)構(gòu)、家族成員之間的相互作用、信號通路的調(diào)控以及與腫瘤的關(guān)系等作一綜述。

1 Bcl-2家族蛋白的結(jié)構(gòu)

根據(jù)在細(xì)胞凋亡過程中發(fā)揮的生物學(xué)效應(yīng)不同，Bcl-2家族可分為3類[2]，第1類是抗凋亡蛋白，主要有Bcl-2、Bcl-xl、Bcl-w和Mcl-1等；第2類是促凋亡蛋白，主要包括Bax、Bak和Bok等；第3類是促凋亡蛋白中的特殊成員，主要有Bad、Bid、Bim、Bik、Puma和Noxa等。大部分Bcl-2家族蛋白主要由兩大結(jié)構(gòu)域構(gòu)成，即位于羧基末端的跨膜結(jié)構(gòu)域(TM)和不同數(shù)量的Bcl-2同源結(jié)構(gòu)域(BH)。抗凋亡蛋白和促凋亡蛋白的結(jié)構(gòu)中均含有BH1-4結(jié)構(gòu)域[3]，促凋亡蛋白中的特殊成員僅含有BH3結(jié)構(gòu)域，又被稱為BH3-only成員[4]。

2 Bcl-2家族成員之間的相互作用

Bcl-2家族是細(xì)胞凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中關(guān)鍵的凋亡調(diào)節(jié)因子，它們共同參與一個非常復(fù)雜的相互作用機制以調(diào)控細(xì)胞凋亡。

Bcl-2家族在線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡中發(fā)揮重要作用。Bcl-2家族的抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-xl主要分布于線粒體膜內(nèi)外側(cè)，其中Bcl-2還存在于核膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，通常在線粒體外膜發(fā)揮抗凋亡作用，以維持膜的完整性。Bcl-2家族的促凋亡蛋白Bax一般出現(xiàn)在胞漿中，當(dāng)細(xì)胞響應(yīng)損傷或刺激等凋亡信號后，Bax將重新定位于線粒體表面，通過破壞線粒體膜的完整性發(fā)揮作用[5]。

BH3-only蛋白是細(xì)胞應(yīng)對外界凋亡信號的最主要方式，當(dāng)BH3-only成員包括Bad、Bid、Bim、Bik和Puma等接收到凋亡信號后，BH3-only蛋白的表達(dá)增多，且發(fā)生翻譯后修飾，通過兩種機制發(fā)揮促凋亡作用[6-8]：一種是與Bcl-2家族中的抗凋亡蛋白形成對抗[9-11]，一種是激活促凋亡蛋白Bax和Bak[12-15]。

3 Bcl-2家族信號通路的調(diào)控

不僅Bcl-2家族成員的表達(dá)可調(diào)控細(xì)胞凋亡，Bcl-2家族成員的翻譯后修飾也可調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡。Bcl-2家族成員受到許多翻譯后修飾，尤其是磷酸化和泛素化，但是修飾后的生物學(xué)功能受到爭議[16]。例如：抗凋亡蛋白在絲氨酸或蘇氨酸殘基處發(fā)生磷酸化后，可上調(diào)也可下調(diào)其活性和穩(wěn)定性，也可誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯以及改變細(xì)胞內(nèi)定位等[16-17]。近期研究發(fā)現(xiàn)，紡錘體抑制劑可誘導(dǎo)Bcl-2在Ser70的磷酸化，促進Bcl-2與Bak、Bim的結(jié)合，從而提高細(xì)胞的化療耐受力[18]。

Mcl-1蛋白在轉(zhuǎn)錄、翻譯以及蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換水平均受到調(diào)控。非泛素依賴途徑可降解Mcl-1，而去泛素化酶可提高Mcl-1的穩(wěn)定性[19-20]。最新研究還發(fā)現(xiàn)，Mcl-1的N端也可影響其穩(wěn)定性[19]。

BH3-only蛋白可通過不同途徑進行調(diào)控。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)DNA發(fā)生損傷，P53可被ATM和ATR信號通路激活，進而作為轉(zhuǎn)錄因子參與調(diào)控Puma的轉(zhuǎn)錄；Puma蛋白在多個位點如Ser10處發(fā)生磷酸化可誘導(dǎo)其蛋白發(fā)生蛋白酶體降解，從而下調(diào)其表達(dá)[21]；另外研究還發(fā)現(xiàn)，胞漿中非磷酸化的Bad可與膜上的Bcl-2或Bcl-xl形成雜二聚體誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，當(dāng)被14-3-3蛋白磷酸化后，Bad則被封閉在胞漿中[22]。

4 Bcl-2家族與腫瘤

腫瘤的發(fā)生通常與Bcl-2家族成員的表達(dá)異常有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)抗凋亡蛋白Bcl-2與包括淋巴瘤、慢性淋巴細(xì)胞白血病等多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān)[23-24]；敲除促凋亡基因如Bim[25]、Puma[26-27]、Bad[28]和Bax[29]等可誘導(dǎo)多種腫瘤的發(fā)生。

在90%的人的濾泡性B細(xì)胞淋巴瘤中，t(14；18)染色體發(fā)生易位，引起B(yǎng)cl-2基因過表達(dá)從而抑制淋巴細(xì)胞的凋亡[30]；在多種腫瘤細(xì)胞中，Mcl-1和Bcl-xl同樣過表達(dá)[31]；另外，在多種惡性腫瘤中，Bim和Puma的啟動子發(fā)生高度甲基化，其蛋白表達(dá)降低，從而抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡[26，32]。

近期研究還發(fā)現(xiàn)，Bcl-2家族成員的表達(dá)與腫瘤細(xì)胞對化療藥物的耐受性密切相關(guān)。例如，Bcl-2基因的過表達(dá)可使肺小細(xì)胞癌和白血病/淋巴瘤細(xì)胞對化療藥阿糖胞苷產(chǎn)生耐藥性[33]；Puma、Noxa和Bim的過表達(dá)可降低淋巴瘤細(xì)胞對DNA損傷-誘導(dǎo)藥物的耐藥性[34]；Bim的過表達(dá)可誘導(dǎo)糖皮質(zhì)激素[35]、紫杉醇[36]殺死腫瘤細(xì)胞。因此，提高BH3-only蛋白的表達(dá)可能有助于腫瘤的治療。

5 結(jié)語

近年來，有關(guān)Bcl-2家族調(diào)控腫瘤細(xì)胞凋亡的機制研究越來越多，但是有關(guān)在凋亡過程中Bcl-2家族成員之間相互作用機制、膜結(jié)構(gòu)如何調(diào)節(jié)各成員之間的相互作用等還有待進一步研究。

大量有關(guān)細(xì)胞凋亡的分子機制研究表明Bcl-2家族可用于腫瘤的靶向治療。因此，我們可以設(shè)計一些高效且特異性好的抗腫瘤藥物，通過抑制抗凋亡蛋白的表達(dá)或激活促凋亡蛋白的表達(dá)以治療惡性腫瘤。

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