凋亡相关基因BaxBad和Bcl

口腔黏膜白斑凋亡相关蛋白 Bcl－2和 Bax 的表达及意义满一;钟良军;徐巍巍【摘要】目的：通过探讨凋亡相关蛋白在口腔白斑病变过程中细胞凋亡状况和凋亡蛋白 Bcl－2、Bax 的表达的研究，探讨白斑发病机制及恶变机理。

方法采用免疫组织化学检测法，与正常口腔粘膜对照，观察分析29例口腔白斑中 Bcl－2、Bax 蛋白的表达水平。

结果上皮异常增生各组的凋亡指数均高于正常，Bcl－2、Bax 在上皮单纯增生、异常增生显过度表达，表达强度、分布也发生了改变。

结论癌前病变中，上皮细胞凋亡状况发生了改变，Bcl－2可能对增生组织向恶变的转化发挥阶段性的促进作用，促凋亡因子 Bax 作用加强；凋亡因子的发挥即相互协同又相互制约。

%Objective To investigate the expression and significance of apoptosis -related protein Bcl-2,Bax in oral leukoplakia (OLK),and to explore the mechanism of pathogenesis and cancerization of oral leukoplakia.Methods The expression levels of Bcl-2 and Bax were detected by immunohistochemistry in 29 cases OLK and 25 cases of healthy oral mucosa.Results The apoptosis indexes (AI) of OLK epithelial cells in simple hyperplasia, dysplasia ( mild,moderate, severe degrees ) were significantly increased, as compared with those in normal mucosa.In OLK epithelium, the overexpressions of Bcl-2,Bax in positive cells were observed,and the intensity and distribution of apoptosis-related protein were significantly changed.Conclusion In precancerous lesions,Bcl-2 may promote the progression of canceration of hyperplastic tissue, enhance the effects of Bax in inducing cell apoptosis,moreover,the effects of apoptosis-related proteins are not only cooperative but also restrict each other.【期刊名称】《河北医药》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】4页(P1297-1300)【关键词】白斑;凋亡蛋白;Bcl-2;Bax【作者】满一;钟良军;徐巍巍【作者单位】065000 河北省廊坊市，中国石油天然气集团公司中心医院口腔科;杭州师范大学医学院口腔医学系;065000 河北省廊坊市，中国石油天然气集团公司中心医院口腔科【正文语种】中文【中图分类】R780.2口腔黏膜白斑是最常见癌前病损，处于向恶性转化的不稳定状态，以不同程度的上皮增殖和不典型上皮增生为基本特征，在细胞异常增殖中，凋亡相关蛋白都有质与量的变化。

细胞凋亡调控相关的基因及酶细胞凋亡是一种重要的细胞死亡方式，它在维持生物体内部环境平衡、维护组织稳态和防止肿瘤发生等方面起着重要作用。

细胞凋亡的调控涉及到多种基因和酶的参与，下面将对其中一些重要的基因和酶进行介绍。

1. Bcl-2家族基因Bcl-2家族基因是细胞凋亡调控中最为重要的基因家族之一，它包括多个成员，如Bcl-2、Bcl-xL、Bax、Bad等。

这些基因的编码产物可以分为两类：一类是抑制细胞凋亡的抗凋亡蛋白，如Bcl-2和Bcl-xL；另一类是促进细胞凋亡的促凋亡蛋白，如Bax和Bad。

这些基因的表达水平和相互作用关系决定了细胞是否会发生凋亡。

2. Caspase家族酶Caspase家族酶是细胞凋亡过程中最为重要的酶家族之一，它包括多个成员，如caspase-3、caspase-8、caspase-9等。

这些酶在细胞凋亡过程中起着关键作用，它们可以被激活并参与到细胞凋亡的不同阶段中。

例如，caspase-3是细胞凋亡的执行酶，它可以切割多种细胞内的蛋白质，导致细胞死亡。

3. p53基因p53基因是一种重要的抑癌基因，它在细胞凋亡调控中也起着重要作用。

p53基因编码的蛋白质可以通过多种途径促进细胞凋亡，例如通过激活Bax基因、抑制Bcl-2基因等。

此外，p53基因还可以通过调节其他基因的表达来影响细胞凋亡的发生。

4. Fas/FasL信号通路Fas/FasL信号通路是一种重要的细胞凋亡调控途径，它通过Fas受体和Fas配体之间的结合来激活caspase酶，从而引发细胞凋亡。

这个信号通路在多种细胞类型中都起着重要作用，例如在免疫细胞中可以通过这个通路来清除受损或异常的细胞。

总之，细胞凋亡调控涉及到多种基因和酶的参与，这些基因和酶之间相互作用，共同调节细胞凋亡的发生和进程。

对这些基因和酶的深入研究有助于我们更好地理解细胞凋亡的机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和方法。

细胞生物学中的细胞凋亡过程细胞凋亡是一种非常重要的细胞生物学过程，它在维持生物体内正常细胞数量平衡和发挥生理功能方面起着至关重要的作用。

细胞凋亡也被称为程序性细胞死亡，相对于其他形式的细胞死亡，如坏死，它是一种高度有序的过程，具有特定的形态学和生化学特征。

一、细胞凋亡的形态学特征细胞凋亡过程中，细胞会显示出许多明显的形态学特征，这些特征是经典的细胞凋亡的指标。

1. 细胞体积缩小：凋亡细胞会出现细胞体积缩小的现象，与健康细胞相比，凋亡细胞的体积可能会减少约20%至30%。

2. 核染色质浓缩和核囊“崩解”：细胞凋亡时，细胞核染色质会浓缩，呈现出深染的颗粒状或块状结构。

同时，核囊也会发生明显的“崩解”，形成由碎片组成的结构。

3. 细胞核碎裂和核质分离：在细胞凋亡的早期阶段，细胞核会发生碎裂，形成多个核小体。

随后，核小体与胞浆分离，形成核碎裂体和胞浆尸体。

4. 胞质内出现凋亡小体：细胞凋亡过程中，胞浆内会出现许多嗜伤性小体，这些小体由凋亡细胞的最小功能单位——凋亡体形成。

二、细胞凋亡的生化学特征除了形态学特征外，细胞凋亡还具有一系列的生化学特征，这些特征体现了细胞内分子水平上的变化。

1. DNA断裂：在细胞凋亡过程中，细胞的DNA会发生断裂。

这种断裂同坏死细胞不同，是以整数倍的核小体为单位断裂的，形成DNA梯度。

2. 粒细胞发生率变化：细胞凋亡时，粒细胞总体积基本不变，但其中溶胶（可通过超滤器透析）的质量明显增加。

3. 即刻大量瘦身：在细胞凋亡的过程中，细胞体积快速瘦身进行。

4. 蛋白酶活性上升：在细胞凋亡过程中，细胞内凋亡相关的蛋白酶（如半胱天门冬氨酸蛋白酶）活性明显上升。

5. 短时间内消除核酸：细胞凋亡时，核酸无矿物质酶促下迅速分解，径流至细胞外。

三、细胞凋亡的调控机制在细胞凋亡过程中，许多关键的调控分子起着重要的作用，这些调控分子通过信号传导途径来调节细胞的生理状态。

1. Bcl-2家族：Bcl-2家族是细胞凋亡的关键调节因子，它包括Bcl-2、Bax、Bad等复数成员。

细胞凋亡和细胞增殖都是生命的基本现象，是维持体内细胞数量动态平衡的基本措施。

在胚胎发育阶段通过细胞凋亡清除多余的和已完成使命的细胞，保证了胚胎的正常发育；在成年阶段通过细胞凋亡清除衰老和病变的细胞，保证了机体的健康。

和细胞增殖一样细胞凋亡也是受基因调控的精确过程，在这一节我们就细胞凋亡的分子机理作简要的介绍。

细胞凋亡的途径主要有两条，一条是通过胞外信号激活细胞内的凋亡酶caspase、一条是通过线粒体释放凋亡酶激活因子激活caspase。

这些活化的可将细胞内的重要蛋白降解，引起细胞凋亡。

一、凋亡相关的基因和蛋白细胞凋亡的调控涉及许多基因，包括一些与细胞增殖有关的原癌基因和抑癌基因。

其中研究较多的有ICE、Apaf-1、Bcl-2、Fas/APO-1、c-myc、p53、ATM等。

1．Caspase家族Caspase属于半胱氨酸蛋白酶，相当于线虫中的ced-3，这些蛋白酶是引起细胞凋亡的关键酶，一旦被信号途径激活，能将细胞内的蛋白质降解，使细胞不可逆的走向死亡。

它们均有以下特点：①酶活性依赖于半胱氨酸残基的亲核性；②总是在天冬氨酸之后切断底物，所以命名为caspase（cysteine aspartate-specific protease），方便起见本文称之为凋亡酶；③都是由两大、两小亚基组成的异四聚体，大、小亚基由同一基因编码，前体被切割后产生两个活性亚基。

最早发现人类中与线虫ced-3同源的基因[1]是ICE，即：白介素-1 β转换酶（Interleukin-1 β-converting enzyme）基因，因该酶能将白介素前体切割为活性分子，故名。

通过cDNA杂交和查找基因组数据库，在人类细胞中已发现11个ICE同源物[2]，分为2个亚族（subgroup）：ICE亚族和CED-3家族（图15-6），前者参与炎症反应，后者参与细胞凋亡，又分为两类：一类为执行者（executioner或effector），如caspase-3、6、7，它们可直接降解胞内的结构蛋白和功能蛋白，引起凋亡，但不能通过自催化（autocatalytic）或自剪接的方式激活；另一类为启动者（initiator），如caspase-8、9，受到信号后，能通过自剪接而激活，然后引起caspase级联反应，如caspase-8可依次激活caspase-3、6、7。

Bcl 2家族蛋白位于线粒体的上游，对线粒体诱导的细胞凋亡具有重要的调节作用［4］。

Bcl 2家族成员含有1～4个同源结构域，现已至少发现19个同源物。

根据蛋白在细胞凋亡中的功能可将Bcl 2基因家族分为两类：一类是抗凋亡的，如Bcl 2、Bcl xl、Bcl w、Mcl 1；一类是促进凋亡的，如Bax、Bak、Bad、Bid、Bim［5］。

其中Bcl 2是一种抑制细胞凋亡的线粒体膜蛋白，对凋亡具有直接调节作用，其C末端含有1个由19个氨基酸组成的疏水跨膜区，作为1个信号锚定序列，负责定位和插入到线粒体外膜，抑制细胞凋亡，其表达可对抗细胞内外的氧自由基对细胞的毒害与损伤作用。

其在细胞内表达增强可以抑制或防止多种因素或因子诱发的细胞凋亡，延长细胞的寿命，是许多生理或病理凋亡的关键性调节因子［6］。

Bax是最早发现的促凋亡因子，Bax分子结构中含有类似于抗凋亡成员的疏水C端，然而亚细胞分级和免疫组织化学实验均表明Bax在正常细胞中主要定位于细胞浆。

虽然在线粒体上也发现有部分Bax存在，但Bax分子并非插入线粒体外膜内而是附着于线粒体表面［7］。

而Bak是
Bax和Bcl 2基因是一对重要的细胞凋亡调控基因，Bcl 2表达高时，与Bax形成异二聚体抑制凋亡，Bax表达高时，则自身形成同源二聚体，促进凋亡［10］。

有研究表明，一切促进或抑制凋亡基因对细胞凋亡的影响最终归结为Bax与Bcl 2比值的改变［11］。

本研究结果显示，子痫前期患者胎盘组织中Bax表达随着病情的变化呈增高趋势，Bcl 2则呈下降趋势，Bax/Bcl 2值显著增高，这和既往研究结果一致。

Bax/Bcl 2值增高抑制细胞增生，促进细胞凋亡，反映了病情的严重程度。

胃癌细胞凋亡基因西安国医肿瘤医院研究人员通过大量的研究分析发现，胃癌细胞凋亡是有相关基因控制的，目前发现的有以下三个基因：bcl-2基因、Bax和Fas/FasL。

下面来详细介绍：1.bcl-2基因bcl-2基因编码26kD的膜蛋白，是第一个被确认有抑制凋亡作用的基因。

bcl-2基因激活、过表达可抑制细胞凋亡，从而使细胞增殖和凋亡不平衡，而且会使具有遗传改变又得不到修复的细胞免于死亡而进入细胞循环，多种遗传成分改变可导致肿瘤的发生。

因此，bcl-2在肿瘤发生发展中起着重要的作用。

乳腺癌中，高表达的Bcl-2与乳腺癌细胞凋亡指数呈负相关，而且与有丝分裂指数呈正相关，提示在细胞增殖活跃期，Hcl-2阳性细胞凋亡减少，即Bcl-2过表达影响了细胞凋亡。

Nakamum检测了肠型胃癌、胃腺瘤、肠化生及非化生胃黏膜，发现在肠化生中Bcl-2蛋白表达量最高(77.1%)，胃腺瘤(37.5%)和肠型胃癌(10.8%)中较低。

因而认为，Bcl-2蛋白的过表达主要是在胃癌的早期阶段起作用，使转化细胞逃避凋亡，以进一步积累其他基因的异常。

Lauwers采用单克隆抗体124检测正常、伴有肠化生的萎缩性胃炎及异型增生胃黏膜，发现正常胃黏膜仅在胃小凹与腺体交接处增生的干细胞中有Bcl-2蛋白的微表达，而在肠化生黏膜的过增生区域及胃小凹表面分化不良的细胞中均可检测到Bcl-2，这些分化不良的细胞正是胃癌癌前病变的一个特征。

因此推测，胃黏膜受损后增生加快，导致一些分化不良的细胞出现，这些分化不良的细胞又因Bcl-2蛋白的过表达而逃避凋亡，呈现生长优势，细胞寿命延长，基因变异积累的机会增加，为进一步向恶性细胞转化提供了条件。

2.BaxBax是第一个被分离到的Bcl-2家族成员之一，与Bcl-2的同源区主要集中在BH1和BH2区。

Bax的功能与Bcl-2相对，可促进细胞的凋亡。

Bax与Bcl-2在体内的表达呈部位互补形式。

Bcl-2倾向于分布在生长细胞、增殖细胞，而Bax倾向于分布在终末分化细胞、退化细胞，在凋亡旺盛的细胞中表达更强。

凋亡的相关蛋白指标1. Bcl-2家族蛋白Bcl-2家族蛋白是凋亡调控的关键分子，包括抗凋亡蛋白（如Bcl-2、Bcl-xL）和促凋亡蛋白（如Bax、Bad）。

这些蛋白质通过调控线粒体膜的通透性，控制细胞凋亡的启动。

高表达的抗凋亡蛋白可以抑制线粒体膜电位的改变，阻止细胞凋亡的发生；而促凋亡蛋白则促进线粒体膜的破坏，引发细胞凋亡。

2. Caspase蛋白Caspase是一类半胱氨酸蛋白酶，它们在细胞凋亡过程中起到关键的调控作用。

Caspase蛋白可以被激活后，参与细胞内多个凋亡信号通路的执行。

它们可以分为启动子Caspase和效应子Caspase 两类。

启动子Caspase在凋亡信号通路的上游被激活，然后激活效应子Caspase，最终导致细胞凋亡的执行。

3. p53蛋白p53是一种重要的抑癌蛋白，也参与了细胞凋亡的调控。

在细胞受到DNA损伤等应激信号后，p53蛋白会被激活，并促使细胞进入凋亡。

p53蛋白可以通过多种途径，如上调Bax蛋白的表达、抑制抗凋亡蛋白Bcl-2的表达等，来促进细胞凋亡的发生。

4. Fas蛋白Fas蛋白是细胞表面的一种受体蛋白，也是细胞凋亡信号通路中的一个重要分子。

当Fas受体与其配体结合时，会激活Caspase蛋白的级联反应，最终导致细胞凋亡。

Fas蛋白的异常表达与多种疾病的发生和发展密切相关，如肿瘤的恶性转移、自身免疫性疾病等。

5. c-Jun N端激酶（JNK）蛋白JNK是一种丝裂原活化蛋白激酶，参与了细胞凋亡的调控。

JNK蛋白可以被多种刺激因子激活，如细胞应激、DNA损伤等。

激活的JNK蛋白可以通过磷酸化下游靶蛋白，如Bcl-2蛋白家族成员，来促进细胞凋亡的发生。

以上所提到的凋亡相关蛋白指标只是凋亡调控网络中的一部分，还有许多其他蛋白质也参与了细胞凋亡的调控。

了解这些蛋白质的功能和相互作用对于深入研究细胞凋亡的机制以及相关疾病的治疗具有重要意义。

随着科学技术的不断进步，对凋亡相关蛋白指标的研究也将进一步深入，为未来的治疗手段提供更多可能性。

中文摘要目的近年来人们对研究ｃｉｒｑ（宫颈上皮内瘤样病变）中细胞凋亡所扮演的角色很感兴趣，并认识到启动及调节凋亡的机制在决定何种ＣＩＮ病变有可能进展为浸润癌时的重要价值。

目前了解比较深入，较为公认的是ｂｃｌ一２基因及其相关蛋白与凋亡的关系。

本实验通过免疫组化的方法检测ｂｃｌ一２、ｂｏｘ、ｃａｓｐａｓｅ一３蛋白在正常宫颈上皮、ＣＩＮ以及宫颈癌中的表达情况来研究ｂｃｌ一２家族基因对凋亡的调节情况以及他们三者与疾病进展的关系。

方法检测对象为中国医科大学附属第一医院２０００—２００３年手术及宫颈活检组织、ＬＥＥＰ刀手术标本蜡块７９例，患者年龄２ｌ一５６岁，平均年龄４１．６４±２．８６岁，其中正常宫颈组织（ＮＥ）１７例，宫颈上皮内瘤样病变—低度（ＣＩＮ—Ｌ）２１例，宫颈上皮内瘤样病变一高度（ＣＩＮ—Ｈ）１９例，宫颈浸润鳞癌组织（ＳＣＣ）２２例。

凋亡相关基因ｂｃｌ一２、ｂａｘ及ｃａｓｐａｓｅ一３蛋白的表达采用单克隆抗体免疫组化法。

所有标本均经１０％福尔马林固定，常规石蜡包埋，连续切片厚３—５¨ｍ，主要试剂兔抗人ｂｃｌ一２、ｂａｘ、ｃａｓｐａｓｅ一３蛋白单克隆抗体。

ｂｃｌ一２、ｂｏｘ、ｃａｓｐａｓｅ一３蛋白表达均定位于细胞浆，阳性细胞数兰１０％判定为蛋白表达阳性。

采用ＳＰＳＳ软件中卡方检验方法进行统计学分析。

结果１、Ｂｅｌ一２在正常宫颈上皮中无表达．其在ＣＩＮ—Ｌ及ＣＩＮ—Ｈ中的阳性率分别为２８．５７％和６８．４２％，随着ＣＩＮ病变的进展ｂｃｌ－２基因蛋白的表达率呈明显的上升趋势（Ｐ＜Ｏ．０５）。

在宫颈癌中ｂｃｌ—２的阳性表达率仅为２２．７３％，与ＣＩＮ—Ｈ相比明显降低（Ｐ＜Ｏ．０５）。

２．ｂｏｘ在正常宫颈上皮中少量表达，表达率为５．８８％。

其在ＣＩＮ—Ｌ及ＣＩＮ—Ｈ中的阳性率分别为８０．９５％和６３．１６％，随着ＣＩＮ病变的进展ｂａｘ基因蛋白的表达率未呈明显的下降趋势（Ｐ＞０．０５）。

在宫颈癌中ｂａｘ的阳性表达率为３１．８２％，与ＣＩＮ—Ｈ相比有显著降低（Ｐ＜０．０５）。

失巢凋亡相关基因
失巢凋亡是一种细胞死亡的形式，具有重要的生物学功能。

已经发现很多与失巢凋亡相关的基因。

1. Bcl-2家族：Bcl-2家族是一组调节细胞凋亡的蛋白质，包括Bcl-2、Bcl-xL、Bad等。

Bcl-2家族成员可以通过调节线粒体膜电势、释放细胞色素c等来抑制细胞凋亡。

2. ced-3/ICE家族：ced-3/ICE家族成员负责切割和激活细胞凋亡执行器caspase-3，促进细胞凋亡的进行。

3. Fas信号通路：Fas受体是一种免疫受体，通过结合Fas配体来诱导细胞凋亡。

Fas信号通路涉及了多个蛋白质，包括Fas受体、Fas配体、FADD、caspases等。

4. p53：p53被称为“细胞癌变的守卫”，参与了调节DNA损伤诱导的细胞凋亡过程。

5. IAP家族：IAP家族成员通过抑制caspases等方式来抑制细胞凋亡的进行。

这些基因的表达和调节异常都会导致细胞凋亡的失调，进而影响细胞生长、分化和癌变等过程。