T细胞凋亡机制

T细胞凋亡机制

细胞凋亡(apopfosis)是一种由基因控制的细胞自主性死亡方式。它对于维持多细胞机体的完整性和自身稳态具有重要作用。淋巴系统中，T淋巴细胞的发育及功能发挥与细胞凋亡密切相关。T淋巴细胞在受到抗原或抗体的刺激时，TCR，CD3复合物介导不成熟的细胞凋亡，也可介导激活的细胞和杂交瘤细胞凋亡，提示淋巴细胞的凋亡发生在两个阶段．即发育分化阶段和免疫激活后阶段，后者叉称为激活诱导的细胞死亡(AICD)。自身反应性胸腺细胞通过TCR介导的细胞捅亡而消除，这个过程称为阴性选择。免疫激活之后，发生了克隆增殖的大部分

T细胞也通过TCR介导的细胞凋亡而清除，此过程称为克隆消除。阴性选择和克隆消除过程均是通过TCR／CD3介导的信号传递实现的。TCR／CD3接受抗原刺激后，可引起T淋巴细胞激活、免疫不应性(anengy)和细胞凋亡3种不同的形态变化。T细胞的这些形态变化均是通过信号传递过程实现的。因此，不同刺激信号产生的不同信号传递途径决定细

胞生与死的不同命运。

l介导T淋巴细胞凋亡的途径

1．1 Fas∥FasL介导的T淋巴细胞凋亡肿瘤坏死

因子(TNF)受体家族成员在调节免疫细胞凋亡过程中起十分重要的作用，这类成员称为“死亡受体”。其中，Fas亚家族的作用最为重要，研究也最为深入。Fas除广泛表达于各种上皮细胞、内皮细胞、神经细胞外，在免疫系统细胞表达相对较多。Fas的天然受体称为FasL，表达于激活的T淋巴细胞、NK细胞和免疫赦免区，当FasL与Fas结合后，可通过一系列细胞凋亡信号传递途径介导Fas+细胞凋亡。TCR介导的细胞凋亡和激活诱导的细胞凋亡与Fas／FasL凋亡途径有关，而胸腺细胞阴性选择作用是否与Fas/FasL凋亡途径有关，尚无定论。

Fas介导的凋亡信号传递是通过其胞内区的死亡功能区(DD)而实现的。Fas的死亡功能区，可与几个蛋白发生多聚化作用而形成死亡诱导信号复合物(DJSC)。第一个被鉴定的DISC蛋白是FADD或Mon—l，它的c-末端含有死亡功能区的接头分子，可与Fas胞内死亡功能区相互结合。FADD／Mon—l的N-末端为死亡效应区(DED)，是诱导细胞凋亡所必须的。DED通过

同种蛋白相互作用机制招募其下游分子caspase 8(FLICE／MACH／MCH5)。caspase 8属于caspases半胱氨酸蛋白酶家族，是与Ⅱ-1β转化酶类似的蛋白酶，可特异性地在底物天门冬氨酸(asp)残基处切割，因此而得名。caspase 8与DISC结合后，自身被降解而激活，激活的caspase 8亚基释放到胞浆中，能够激活caspases的级联反应，而诱导细胞凋亡。

Fas诱导细胞凋亡的另一机制是产生神经酰胺。神经酰胺是由鞘磷脂酶(SMases)降解鞘

磷脂产生的。在Fb介导的信号传递途径中，神经酰胺存在于caspase 8的下游、效应

caspaes的上游。但其作用机制仍有待进一步阐明。

TCR介导激活T细胞凋亡的过程中，Fas／FasL触发的信号传递过程已得到了较为详细的研究，T细胞激活的TCR／CD3信号传导途径也较为清楚。人的CD3分子通常由CD37γδεδε5种亚单位组成，T细胞激活和凋亡信号主要是通过CD3ε和CD3δ两个亚单位传递的。cD3的复合物分子都由胞外区、跨膜区和胞内区组成。cD3ε和cD3δ的胞内区均存在保守的免疫受体酪氨酸激活基序(ITAM)，TCR／CD3的刺激信号使ITAM中的酪氨酸快速磷酸化，其下游的蛋白酪氨酸激酶活化，诱导一系列胞内生化事件，最终使T细胞激活：但是TCR／CD3复合物接受抗原刺激到Fas/FsaL的表达过程尚不清楚，诱导和调节Fas和FasL表达的机制也不清楚。

1．2Trail/Trail受体诱导的T淋巴细胞凋亡 新近，另一个重要的凋亡调节蛋白Trail或称Ap0—2配体在免疫细胞的表达及其所诱导的细胞凋亡．引起了研究者们的极大兴趣和重视。Trail是肿瘤坏死因子超家族成员中的一员，通过与Trail受体结合，诱导靶细胞凋亡。1hil基因定位于染色体3q26，编码32 500 u

的Ⅱ型膜蛋白。Trail广泛表达于脾、前列腺、肺、肝、肾和外周血T、B淋巴细胞等多种器官和组织，但在脑组织中未见表达。目前认为主要有4种Trail受体．DR4、DR5、DcRl、DcR2，在人体内大多数正常组织中表达。其中DR4、DR5还在McF7乳腺癌细胞和红

系白血病细胞等一些肿瘤细胞中表达。

与Fas/FasL不同，Trail受体仅诱导肿瘤细胞、转化细胞或病毒感染细胞凋亡。而不引起正常细胞凋亡。膜结合型Trail及可溶型Trail在体外均能诱导多种肿瘤细胞凋亡，正常人外周血淋巴细胞须激活后方可表达Trail受体。尽管有Trail与Trail受体的结合，正常人外周血淋巴细胞却无细胞凋亡发生。4种Trail受体中，DR4、DR5在结构上很相似，其膜外重复序列和膜内DD分别有高达66％和64％的同源性，均能诱导肿瘤细胞凋亡，机制可能是过表

达的受体在细胞膜上自动形成三聚体而引起细胞凋亡信号转导。另两个受体DcRl、DcR2为“诱骗”(decoy)受体，其膜外区均有两个与DR4、DR5高度同源的富含半胱氨酸的重复序列，能与Trail结合，但是DcRl没有胞内区，DcR2的胞内区则仅有一段不完整的DD，都不能传递Trail的死亡信号；更重要的是它们均在正常组织中广泛表达，而在肿瘤细胞中则未见表达。因此，正常细胞由于有DcRl、DcR2与DR4、DR5竞争结合Trail，而又不能诱导靶细胞凋亡，起到保护靶细胞的作用。这可能是为何Trail不能诱导正常细胞凋亡的重要机制之一。

1．3线粒体介导的细胞凋亡

线粒体在诱导细胞凋亡中起非常重要的作用。在细胞凋亡过程中，线粒体释放细胞色素c和细胞凋亡诱导因子(AIF)。二者可进一步激活下游的caspases。从线粒体释放出来的细胞色素c与凋亡蛋白酶激活因子1(Apaf-1)和caspase 9形成复合物，进一步催化caspase9，并导致细胞凋亡。细胞受到生理性或某些病理性刺激后，位于线粒体内外膜之间称为PT孔的巨大渗透性通道开放。PT孔包括内膜的胸腺核苷酸易位子(ANT)和外膜的电压依赖性离子通道。PT孔的开放可形成正反馈扩大过程，导致线粒体结构和功能的紊乱，线粒体外基质内流、渗透压失衡、细胞器肿胀、线粒体的内外膜依次裂解释放出caspase激活蛋白。另外，caspase激活蛋白也可通过线粒体外膜上的离子通道释放到胞浆中，此时无细胞器的肿胀。对体内细胞凋亡的研究，发现线粒体释放的caspase激活蛋白主要为细胞色素c。胞浆中的细胞色素c与Apaf-1和caspase 9酶原互相结合组成了凋 亡体(apoptosome)。当同时存在细胞色素c和脱氧胸腺核苷酸(dATP)时，Apaf-1和caspase-9酶原结合，Caspase-9酶原被水解为具有酶切活性的caspase-9，从而启动了细胞凋亡蛋白酶级联反应。激活的caspase一9切割caspase一3酶原，使caspase一3激活，最终诱发细胞凋亡。

线粒体释放的另一caspase激活蛋白是AIF，分子量为50 000 u，由核基因编码，能够在体外激活纯化的caspase-3酶原，诱导核染色质凝集，DNA断裂等凋亡降解阶段的特有现象。广谱caspase酶抑制剂氟甲基酮(z VAM．fnk)可抑制此恬性，提示AIF可能为另一类caspase，但无论分子量、亚细胞定位还是蛋白分解谱，AIF都不同于已知的caspase家族。

线粒体同时还是细胞中超氧阴离子的主要来源。在凋亡过程中细胞的超氧化物和脂质过氧化物增加，激活Apaf-1-caspase-9-caspase-3信号传导途径诱导细胞捅亡。尽管这些活性氧(R0s)产生在caspase激活之后，但ROs在厌氧条件下仍可产生，且诱发细胞凋亡，提示线粒体还可借助ROs参与细胞凋亡调控。

2T淋巴细胞凋亡的调控

2.1 Bcl-2家族的凋亡调控作用

BCL-2家族含有抗细胞凋亡和诱导细胞凋亡两种蛋白。目前已发现有对Fn诱导的细胞凋亡作用敏感和不敏感两种T细胞存在。在对Fas不敏感的激活T细胞中，有高水平的抗细胞凋亡基因Bcl-xl的表达，而对Fas敏感的激活T细胞中，Bcl-xI的表达低。抗细胞凋亡的Bcl-2家族成员可以阻断线粒体中的细胞凋亡途径，Bcl—xl主要定位于线粒体中，BcJ-xl的过量表达能抑制细胞色素C和AIF从线粒体的释放，而且Bcl-xl只能抑制Fas诱导的、依赖于线粒体的细胞凋亡途径，表明TCR接受刺激后，Bcl—xl表达增加可抑制T细胞激活后的凋亡(AlCD)，这与TCR和CD28的共刺激可使Bcl-xl表达进一步增加的结果是一致的。

2．2转录因子Nur77的调控

Nur77是属于核甾醇类受体家族的转录因子，它能以单体或与其它因子结合的形式发挥作用，凋节多种基因的表达。何亦平等建立了稳定表达Nur77的T细胞株，用Fas及FasL启动子驱动的荧光素酶报告基因表达载体转染该细胞株，研究Nur77过量表达对Fas及FasL转录调控的影响。结果表明：Nur77可以上凋Fas的表达，但对FasL的表达没有影响。Fas及其配体FasL在细胞内合成并分秘到细胞膜上后，可通过自分泌或旁分泌的机制，诱导Fas+细胞凋亡。核转录因子Nur77上调Fas的表达，从而增加了Fas+细胞和细胞凋亡。因此。Nur77可能具有决定细胞“生”(激活)或“死”(凋亡)的关键作用。