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细胞凋亡途径中的分子机制在人体中，细胞是最基本的生命单位，细胞的死亡也是人体内一个不可避免的过程。
其中一种细胞死亡的方式被称为细胞凋亡(apoptosis)，它在胚胎发育、维持组织平衡、防止癌症等方面起着重要的作用。
本文将探讨细胞凋亡途径中的分子机制。
一、细胞凋亡的概述细胞凋亡是一种以程序性细胞死亡为特征的生理性细胞死亡过程，它具有维持组织平衡和保持健康的重要作用。
相对于坏死(necrosis)而言，细胞凋亡具有明显的特点：细胞体积缩小、形态改变、核染色体聚集、细胞内酶活性改变等。
在细胞凋亡过程中，一些信号通路会发生调节，导致在细胞内释放一些蛋白质，例如细胞色素C(Cytochrome c)、凋亡诱导因子Apo2.7等，并激活凋亡酶(caspase)。
凋亡酶是一类专门参与细胞凋亡的酶，它能够水解一系列关键蛋白，从而导致细胞死亡。
二、内源性途径和外源性途径在细胞凋亡过程中，内源性途径和外源性途径都起着重要的作用。
内源性途径是指细胞内部信号激活、自身蛋白质酶活性改变、导致凋亡酶的激活。
而在外源性途径中，凋亡信号由细胞外部发起，激活内部的凋亡途径。
外源性途径主要包括细胞表面受体的死亡信号传导和钙离子信号等。
凋亡信号通路主要包括线粒体型、膜型和内质网型等，其中线粒体型最为复杂。
在线粒体型的通路中，Bcl-2家族、Bax家族、Caspase家族等蛋白都发挥着重要作用。
对于Bcl-2家族而言，Bcl-2、Bcl-xL等蛋白具有抗凋亡的能力，而Bax、Bad等蛋白则对凋亡产生正向作用。
三、基因调控和炎症反应在细胞凋亡中，基因调控也起着至关重要的作用。
一些基因的启动、停止、增强或登录会影响细胞凋亡的启动、执行和结束等方面。
同时，细胞凋亡的过程中也会伴随着炎症反应的发生。
炎症反应可以是细胞凋亡的保护性机制，也可以是细胞凋亡加剧的原因。
一些研究表明，凋亡信号通路中的一些蛋白能够激活NLRP3、Caspase-1等炎症介质，从而导致炎症反应的发生。
细胞凋亡的分子机制和调控作用细胞凋亡是一种基本的细胞死亡方式，它与细胞增殖和分化一样至关重要。
细胞凋亡可以通过引起一系列的细胞信号传导反应来实现，其最终结果是细胞死亡和溶解。
细胞凋亡对于保持正常生物体的形态和功能，以及防止致瘤物质的危害具有重要意义。
本文将详述细胞凋亡的分子机制和调控作用。
1.细胞凋亡的分子机制细胞凋亡的分子机制是一个非常复杂的过程。
分子机制的探究可以使研究人员更加深入理解这一过程的本质。
细胞凋亡的分子机制包括两个主要的途径：线粒体途径和死亡受体途径。
线粒体途径是指细胞凋亡的信号来源于线粒体。
在这种途径中，线粒体会释放出一个叫做细胞色素c的蛋白，细胞色素c会与质子化细胞色素c和逝去的死亡激酶蛋白复合物结合，形成一个被称作凋亡蛋白酶活化因子1(APAF-1)的蛋白复合物，从而使得Casapse-9被激活，Casapse-9又促使了一系列凋亡蛋白酶的激活，导致细胞凋亡的发生。
死亡受体途径是指细胞凋亡的信号来源于受体。
在这种途径中，死亡受体家族的成员（如Fas、TNFR等）和它们的配体（如FasL、TNF-α等）相互作用。
这种相互作用会激活一连串的信号转导分子，它们最终促使Casapse-8被激活，这样再次触发了一系列凋亡蛋白酶的激活，导致细胞凋亡的发生。
除了这两种途径，现在人们还研究发现，有一种信号途径与细胞形态蛋白有关，它被称为肿瘤坏死因子-α诱导的细胞凋亡途径（TICD）。
2.细胞凋亡的调控作用细胞凋亡的发生需要在许多方面得到调控。
细胞凋亡不仅涉及信号分子，还涉及一些其他的细胞因子和代谢物。
以下是一些调控细胞凋亡的因素。
(1)细胞凋亡基因（AP-1）:AP-1基因在细胞凋亡过程中起重要作用。
AP-1的激活是细胞死亡的前兆之一，因为AP-1可以通过激活蛋白酶系统直接引导细胞死亡。
AP-1可以激活Casapse，从而引导细胞走向凋亡的目的。
(2)凋亡蛋白酶（Caspase）:Casapse是一个重要的细胞凋亡调控因子。
细胞凋亡的分子机理和应用细胞凋亡是一种自我调节的细胞死亡方式，通常被认为是修复或清除有缺陷或受损DNA的机制。
在这个过程中，细胞通过特定的信号途径引导其寿命终止，并启动一系列的分子事件来执行这个过程。
分子机理细胞凋亡是由一系列信号途径来激发，并在最终向下递增的途径中发挥作用。
抗凋亡蛋白、结构蛋白以及细胞因子为这个途径中最常见的相关分子，它们之间在细胞凋亡过程中的相互作用和调节对于整个过程的进行起到了至关重要的作用。
外部细胞因子和生长因子可以通过刺激受体激活以及多个级联的蛋白酶信号途径来引导细胞凋亡。
内源性刺激，例如DNA损伤、受损蛋白、肿瘤抑制基因突变，也可以触发细胞凋亡途径，从而通过细胞内信号网络传递信息。
最重要的凋亡途径是凋亡激活酶级联反应（caspase cascade）,会激活酶切蛋白质目标。
一旦凋亡激活酶被激活，凋亡信号将传递到如下的作用方面：DNA剪切，细胞膜的损害，以及细胞所持有的各种细胞器的功能和完整性。
应用现状由于细胞凋亡途径是许多典型疾病的基础，因此凋亡途径在疾病治疗方面受到了广泛的关注和运用。
在癌症治疗中，凋亡途径的调节被广泛研究和讨论，以利用细胞凋亡的刺激来消除癌细胞。
在这种情况下，基于第一代细胞毒性疗法的靶向治疗是目前正在大量研究的重要方向，其中高度特异性的小分子对于某些癌细胞应该更有效。
心脏疾病和神经退行性疾病也是许多科学家关注的重点，在这些方面，抑制凋亡途径和其作用可以成为治疗的一个选项。
在这里，细胞凋亡的基本概念可被转化为具体的细胞生物学应用，以便促进出现的医学研究。
然而，尽管细胞凋亡在现代医学中已被广泛研究和运用，但关于这一过程的许多细节和具体的应用仍需要更进一步的研究。
总的来说，新的权威性数据以及关于特定细胞凋亡途径的更多研究对未来的疾病治疗前景提供了极大的希望。
细胞凋亡的分子机制及其调节细胞凋亡，是细胞自身通过激活内源性程序，在一定的条件下选择性地死亡的现象。
这种死亡方式通常被认为是一种正常的生理现象。
具体而言，细胞凋亡主要由凋亡信号通路调控，这一过程涉及到多个复杂的分子机制。
本文将从凋亡信号通路所涉及到的四个方面：细胞凋亡信号分子、凋亡受体、凋亡调节蛋白以及细胞凋亡与疾病之间的关系等方面，对细胞凋亡的分子机制及其调节进行详细讨论。
1. 细胞凋亡信号分子细胞凋亡信号通路一般是从细胞外部通过诱导物（例如，辐射、化学物质、热伤害等）激活而开始的。
在这一过程中，起始的信号分子被称为凋亡因子，引发细胞凋亡的这一级别分子又被称为执行分子。
人体内有多种凋亡因子，其中最常见的包括TNF和Fas，以及TNF家族、Bcl-2家族、IAP家族、FADD家族等。
TNF 和Fas是由T细胞产生的细胞因子，它们结合到由同名受体表达的接受细胞上，再通过诱导引起CAS和CASPase的激活，并介导细胞凋亡的发生。
除了这些凋亡因子外，Asp、P27、McASP等因子也对细胞凋亡有着重要的调控作用。
2. 凋亡受体凋亡受体，又称为死亡受体，是一类具有特殊底物放大子活性的受体分子。
它能够响应细胞凋亡信号，如TNF、Fas等的细胞外诱导，进而启动内源性凋亡通路。
在细胞受到刺激后，细胞表面的死亡受体会聚集起来，并通过接头蛋白来激活下一级的凋亡因子，从而引发细胞凋亡的过程。
最常见的死亡受体是TNFR1/2、CD95/Apo-1/Fas、TRAIL-R1/2等，它们都有一段细胞内的死亡区域，在受到TNF、Fas、TRAIL等激活剂之后，内源性凋亡因子就会诱导出现，从而参与细胞凋亡的程序。
3. 凋亡调节蛋白Bcl-2家族是细胞凋亡中起着关键作用的凋亡调节蛋白家族。
在这一家族中，有一些蛋白（如Bcl-2和Bcl-X）对细胞凋亡的过程起着抑制作用。
这一家族中也有一些蛋白对细胞凋亡的过程具有促进作用，包括Bax、Bad等蛋白。
细胞凋亡的分子调控机制细胞凋亡是一种自我调控性死亡过程，是维持身体正常发育过程的重要环节，也是维持机体内细胞数量平衡的重要手段。
细胞凋亡的调控机制复杂多样，涉及到许多分子信号通路的协调作用。
1. 细胞凋亡基本机制凋亡是细胞死亡的一种形式，与坏死有区别。
坏死是一种被动、无序的细胞死亡方式，不会激活免疫反应。
而细胞凋亡则是一种主动性的、有序的细胞死亡方式，能够激活免疫系统。
细胞凋亡的基本机制是通过启动能够引起DNA断裂和核染色体断裂的内源性核酸内切酶（如CASPASe）活化，导致细胞膜破裂、细胞内各种有害物质的泄漏进而启动细胞外清除程序。
2. 细胞凋亡的分子调控机制细胞凋亡的分子调控机制是一种动态和复杂的过程。
几乎涉及到整个细胞生命过程中大部分的分子，如信号分子、磷脂、蛋白激酶、激素和多肽等。
下面是一些分子调控机制的案例。
2.1 线粒体调控机制线粒体是细胞内主要的氧化途径，与细胞凋亡密切相关。
在细胞凋亡的过程中，线粒体会释放出一些细胞凋亡调控蛋白，如cytochrome c（Cyt c）、Second mitochondria-derived activator of caspases（SMAC）等，进而激活CASPase，从而启动凋亡程序。
2.2 细胞存活调控机制B细胞淋巴瘤胚胎发育抑制因子（B-cell lymphoma/leukemia1，Bcl-1）可抑制凋亡过程。
当DNA受损时，ATM（非特异性蛋白激酶）和ATR（ATM与Rad3相关蛋白激酶）激活p53、p21WAF1、GADD45等，进而抑制Bcl-1的表达，使得线粒体Caspase的生产降低，最终减少凋亡的发生。
2.3 epigentic调控机制miRNA具有发育、氧化应激、细胞衰老、移行和分化等诸多生理生化过程的功能。
研究表明，特定的miRNA能够促进或抑制细胞凋亡程序。
许多miRNA与CASPAse和Bcl-1有关，其中miRNA-21与Bcl-1相关联，而miRNA-133与Caspase有关联。
细胞凋亡的分子机制和调控细胞凋亡是机体中常见的一种细胞死亡方式，有利于维持机体内细胞种类的平衡。
细胞凋亡过程中，细胞内部的某些表现会发生变化，包括细胞体积的缩小、色素颗粒的凝聚、细胞核的碎裂等。
这些过程都需要经过严格的分子机制的调节和控制。
本文将探讨细胞凋亡分子机制和调控的相关知识。
一、细胞凋亡的分子机制1.细胞凋亡的两条途径根据通路的不同，细胞凋亡可以分为内源性和外源性两种途径。
内源性途径是通过一种叫作线粒体途径的过程触发的，又称为内部途径。
该途径受到一些生化环境变化，如氧化应激、DNA损伤以及蛋白质累积等因素的影响。
外源性途径是由一些细胞外的因素引起，比如受到外部放射线的照射、化学物质毒性的刺激等。
2.细胞凋亡的相关分子细胞凋亡过程中有许多分子参与了其中的调控和作用，比如凋亡相关蛋白（Apoptosis‐related proteins）、细胞因子（Cytokines）、Bcl‐2家族蛋白等。
其中，Bcl‐2家族蛋白是调控细胞死亡的最重要因素之一，负责机体细胞凋亡的平衡。
而Bcl‐2相似蛋白Bax则是Bcl‐2家族蛋白的最主要致死分子之一。
3.线粒体线粒体是调控机体细胞凋亡的重要器官。
细胞死亡途径的一部分——内部途径的第一步就是线粒体的程序性释放。
线粒体复合物能够从线粒体的膜中输送Bax蛋白至亚粒子结构中，并刺激激活细胞周期免疫原p53。
激活p53后，它进一步激活下游的信号通路，从而出发内部途径。
二、细胞凋亡的调控1.生存信号的影响生命信号是影响机体细胞存活状态的最主要因素之一。
当生存信号充足时，细胞内部便会对凋亡分子进行调控，从而保持生命活力。
当生存信号过少时，会导致细胞内部凋亡途径的开启，从而引发细胞凋亡。
2.凋亡相关蛋白的调节凋亡相关蛋白是调节细胞凋亡的最主要的因素之一。
Bcl‐2和Bax是该蛋白家族的重要代表成员。
Bcl‐2能够通过控制线粒体内钙离子的释放来防止细胞凋亡。
而Bax则是促进细胞凋亡的重要因素，经它介导的线粒体复合物的形成，让程序性细胞死亡途径开启。
细胞凋亡及其分子机制细胞凋亡是指细胞在一定的生理或病理情况下主动死亡的过程，也称为程序性细胞死亡。
与坏死不同的是，细胞凋亡在细胞膜完整的情况下进行，其特点是细胞色素减少、核染色体凝聚、细胞膜凹陷、细胞体积萎缩、细胞核碎裂成大小不等的小碎片等。
细胞凋亡在生理上具有维持组织稳态、代谢物质回收利用、修复受损细胞等重要作用，而在病理上则与癌症、自身免疫性疾病等有着密切的关系。
细胞凋亡发生的分子机制包括两个主要途径：线粒体途径和死受体途径。
一、线粒体途径线粒体途径也称为内质网途径，它的本质是在细胞内部信号传导通路中通过线粒体的激活导致一系列阈值被触发进而导致细胞凋亡。
该途径受到严格的调控，存在多个向下途径，因此是目前研究较为深入的途径之一。
1、内质网蛋白的释放在发生细胞应激及凋亡信号诱导后，线粒体膜内部的多种蛋白发生改变，例如内质网蛋白如Cytochrome c和APIAF1等进入细胞质，这时候线粒体的电荷和隧道颗粒大小都发生了改变，导致附近离线长链多糖等原始粒子的吸附和聚合，大量的内质网蛋白系统被激活，此时对细胞凋亡的启动信号已经传递到了其它细胞死亡通路。
2、活化卵白酶原线粒体内的腐蚀酸酶通过对多种蛋白的酸解离活化卵白酶去活化卵白酶原，激活卵白酶变得比较敏感，进而活化内质网蛋白系，引起细胞凋亡。
二、死受体途径死受体途径是指通过“受体—配体”相互作用，向内质网和其他信号转导途径中传递信号，从而达到引起线粒体途径激活的目的。
1、TNF信号的传递TNF受体（TNF-R）激活后就向下途径传递信号。
这种传递的信号是通过与逐渐逐渐鸟嘌呤二聚体结构磷酸酶激活紧密相关，最终是将这一信号传递到形式蛋白之中，这样一来大脑可与细胞膜进行分析，减弱交错作用，细胞凋亡的精致环节也跟着实现。
2、色素脱落蛋白在病毒感染、死受体等情况下，色素脱落蛋白Caspase-8敏锐受到诱导，此时它会被进行联结，这个联结的结果是色素脱落蛋白能够强制将双生体细胞内部的发生变异的基因进行打击。
细胞凋亡的分子机制与调控例题和知识点总结细胞凋亡是一种由基因调控的细胞程序性死亡过程，对于维持生物体的正常生理功能和发育具有至关重要的意义。
它不仅能够清除受损、老化或多余的细胞，还在免疫系统的发育和功能调节、胚胎发育以及肿瘤发生和治疗等方面发挥着关键作用。
一、细胞凋亡的分子机制1、凋亡信号的传导细胞凋亡的启动通常依赖于外部信号（如细胞因子、激素、药物等）或内部信号（如 DNA 损伤、氧化应激等）。
这些信号通过细胞膜上的受体传递到细胞内部，激活一系列下游的信号通路。
2、线粒体途径线粒体在细胞凋亡中扮演着重要角色。
当细胞受到凋亡刺激时，线粒体外膜的通透性会发生改变，导致细胞色素 C 等促凋亡因子释放到细胞质中。
细胞色素 C 与凋亡蛋白酶激活因子 1（Apaf-1）结合形成凋亡体，进而激活半胱天冬酶（caspase）级联反应。
3、死亡受体途径死亡受体属于肿瘤坏死因子受体超家族，如 Fas 受体。
当死亡受体与相应的配体结合后，其胞内段的死亡结构域会招募并激活起始caspase，如 caspase-8，从而启动凋亡程序。
4、 caspase 家族caspase 是细胞凋亡的关键执行者，它们以酶原的形式存在于细胞中。
一旦被激活，caspase 能够特异性地切割多种底物蛋白，导致细胞结构和功能的破坏。
5、 Bcl-2 家族蛋白Bcl-2 家族蛋白包括促凋亡蛋白（如 Bax、Bak 等）和抗凋亡蛋白（如 Bcl-2、BclxL 等）。
它们通过调节线粒体外膜的通透性来影响细胞色素 C 的释放，从而控制细胞凋亡的进程。
二、细胞凋亡的调控1、基因调控许多基因参与了细胞凋亡的调控。
例如，p53 基因是一种重要的肿瘤抑制基因，在 DNA 损伤等情况下，p53 被激活，可诱导细胞凋亡相关基因的表达。
2、蛋白质修饰蛋白质的磷酸化、乙酰化、甲基化等修饰可以调节凋亡相关蛋白的活性和功能。
3、细胞内环境细胞内的钙离子浓度、pH 值、氧化还原状态等也会影响细胞凋亡的发生。
细胞凋亡的分子机制与调控例题和知识点总结细胞凋亡是一种在多细胞生物中普遍存在的程序性细胞死亡过程，对于维持生物体的正常发育、稳态和免疫反应等方面具有至关重要的作用。
理解细胞凋亡的分子机制与调控对于深入探究生命现象和疾病的发生发展具有重要意义。
一、细胞凋亡的分子机制细胞凋亡的分子机制涉及多个信号通路和分子的协同作用，主要包括以下几个方面：1、死亡受体介导的凋亡通路死亡受体属于肿瘤坏死因子受体（TNFR）超家族，如 Fas 和TNFR1 等。
当它们与相应的配体结合后，会激活一系列的下游信号分子。
以 Fas 为例，Fas 与 Fas 配体结合后，会招募 Fas 相关死亡结构域蛋白（FADD），FADD 再通过其死亡效应结构域（DED）招募并激活caspase-8 前体，形成死亡诱导信号复合物（DISC）。
活化的 caspase-8 进一步激活下游的效应 caspase，如 caspase-3、caspase-6 和 caspase-7，从而导致细胞凋亡。
2、线粒体介导的凋亡通路线粒体在细胞凋亡中起着关键的调控作用。
当细胞受到内部或外部的凋亡刺激时，线粒体外膜的通透性会发生改变，导致线粒体内的细胞色素 C 等凋亡因子释放到细胞质中。
细胞色素 C 与凋亡蛋白酶激活因子1（Apaf-1）结合，形成凋亡小体，并招募和激活caspase-9 前体。
激活的 caspase-9 进一步激活下游的效应 caspase，引发细胞凋亡。
此外，线粒体还可以释放其他凋亡相关因子，如 Smac/DIABLO 和 AIF 等，促进细胞凋亡的发生。
3、内质网应激介导的凋亡通路内质网是负责蛋白质合成、折叠和运输的细胞器。
当内质网受到应激，如钙失衡、氧化应激或错误折叠蛋白积累时，会激活未折叠蛋白反应（UPR）。
如果 UPR 不能缓解内质网应激，就会触发细胞凋亡。
内质网应激介导的凋亡通路主要通过激活 caspase-12 以及调节 Bcl-2 家族蛋白的表达来实现。
细胞凋亡的分子机制细胞凋亡是正常细胞死亡的一个重要过程，对于维持机体的稳态及发育起着至关重要的作用。
研究表明，细胞凋亡的分子机制涉及多种因素的调控，包括信号通路、蛋白质调控和基因表达等。
本文将系统地讨论细胞凋亡的分子机制。
一、细胞凋亡的信号通路1.细胞凋亡的外部启动因子细胞凋亡的外部启动因子包括细胞因子、趋化因子、免疫因子等，它们通过与受体结合，激活细胞内的信号转导通路，引发细胞凋亡。
其中，TNF家族受体和Fas受体等是细胞凋亡信号通路中的重要组成部分。
2.细胞凋亡的内部启动因子细胞凋亡的内部启动因子主要包括线粒体，它们在细胞内受到一系列的刺激后，释放过氧化氢、细胞色素 c 等信号分子，激活半胱天冬氨酸蛋白酶（caspase）家族酶，最终引发细胞凋亡。
值得注意的是，Bcl-2家族蛋白在这一过程中起到了关键的调控作用，它们能够调节线粒体膜通透性，控制细胞凋亡的进程。
二、细胞凋亡的蛋白质调控1.半胱天冬氨酸蛋白酶（caspase）家族caspase家族是细胞凋亡执行者的核心，包括启动caspase、执行caspase和效应caspase等各种类型。
它们通过顺序激活，逐步执行细胞凋亡过程。
例如，caspase-8和caspase-3分别是启动caspase和执行caspase，它们对于细胞凋亡的调控起到了至关重要的作用。
2.细胞凋亡抑制蛋白（IAPs）IAPs是一类抑制caspase活性的蛋白，能够通过与caspase结合，抑制其活性，从而阻断细胞凋亡的进程。
然而，在一些情况下，IAPs也被某些信号分子调节，使其失去对caspase的抑制作用，细胞凋亡过程得以进行。
三、细胞凋亡的基因表达调控1.p53基因p53是一个重要的肿瘤抑制基因，在细胞受到DNA损伤等刺激后，能够被激活，并调控多个靶基因的表达，从而抑制细胞生长和促进细胞凋亡。
p53的调控能力和稳定性对于细胞凋亡的正常进行至关重要。
2.miRNA调控miRNA是一类小分子RNA，在基因表达调控中起到了重要的作用。
第十三章细胞衰老、死亡与癌变第三节细胞凋亡的分子机理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caspase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13-6），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。
细胞中还具有caspase的抑制因子，称为IAPs（inhibitors of apoptosis proteins），属于一个庞大的蛋白家族。
它们能通过BIR结构域（baculovirus IAP repeats domain）[3]与caspase结合，抑制其活性，如XIAP。
图13-6：ICE家族成员A：3类caspase：蓝色参与炎症反应，红色为执行者，绿色为启动者；B：caspase-3的结构模型；C：caspase-3的活化过程引自Katja C. Zimmermann等2001 2．Apaf-1Apaf-1被称为凋亡酶激活因子-1（apoptotic protease activating factor-1），在线虫中的同源物为ced-4，在线粒体参与的凋亡途径中具有重要作用，该基因敲除后，小鼠神经细胞过多，脑畸形发育。
Apaf-1含有3个不同的结构域：①CARD（caspase recruitment domain）结构域，能召集caspase-9；②ced-4 同源结构域，能结合ATP/dATP；③C端结构域，含有色氨酸/天冬氨酸重复序列，当细胞色素c[4]的结合到这一区域后，能引起Apaf-1多聚化而激活。
Apaf-1具有激活Caspase-3的作用，而这一过程又需要细胞色素c（Apaf-2）和caspase-9（Apaf-3）参与。
Apaf-1/细胞色素c复合体与A TP/dATP结合后，Apaf-1就可以通过其CARD结构域召集caspase-9，形成凋亡体（apoptosome），激活caspase-3，启动caspase级联反应。
3．Bcl-2家族Bcl-2[5]为凋亡抑制基因，是膜的整合蛋白，其功能相当于线虫中的ced-9。
现已发现至少19个同源物，它们在线粒体参与的凋亡途径中起调控作用，能控制线粒体中细胞色素c等凋亡因子的释放。
Bcl-2家族成员都含有1-4个Bcl-2同源结构域（BH1-4），并且通常有一个羧端跨膜结构域(transmembrane region ,TM)。
其中BH4是抗凋亡蛋白所特有的结构域，BH3是与促进凋亡有关的结构域。
根据功能和结构可将Bcl-2基因家族分为两类（图13-7），一类是抗凋亡的（anti-apoptotic），如：Bcl-2、Bcl-xl、Bcl-w、Mcl-1；一类是促进凋亡的（pro-apoptotic），如：Bax、Bak、Bad、Bid、Bim，在促凋亡蛋白中还有一类仅含BH3结构，如Bid、Bad。
虽然Bcl-2蛋白存在于线粒体膜、内质网膜以及外核膜上，但主要定位于线粒体外膜，它拮抗促凋亡蛋白的功能。
而大多数促凋亡蛋白则主要定位于细胞质，一旦细胞受到凋亡因子的诱导，它们可以向线粒体转位，通过寡聚化在线粒体外膜形成跨膜通道，或者开启线粒体的PT孔，从而导致线粒体中的凋亡因子释放，激活caspase，导致细胞凋亡。
胞质中的促凋亡蛋白可通过不同的方式被激活，包括去磷酸化，如Bad；被caspase加工为活性分子，如Bid；从结合蛋白上释放出来，如Bim是与微管蛋白结合在一起的。
图13-7 Bcl-2家族引自Katja C. Zimmermann等20014．FasFas又称作APO-1/CD95，属TNF受体家族。
Fas基因编码产物为分子量45KD的跨膜蛋白，分布于胸腺细胞，激活的T和B淋巴细胞，巨噬细胞，肝、脾、肺、心、脑、肠、睾丸和卵巢细胞等。
Fas蛋白与Fas配体结合后，会激活caspase，导致靶细胞走向凋亡。
5．p53是一种抑癌基因，其生物学功能是在G期监视DNA的完整性。
如有损伤，则抑制细胞增殖，直到DNA修复完成。
如果DNA不能被修复，则诱导其调亡，研究发现丧失p53功能的小鼠胸腺细胞对糖皮质激素诱导的调亡反应和正常细胞相同，而对辐射诱导的调亡不敏感。
6．myc在许多人类恶性肿瘤细胞中都发现有c-myc的过度表达，它能促进细胞增殖、抑制分化。
在凋亡细胞中c-myc也是高表达，作为转录调控因子，一方面它能激活那些控制细胞增殖的基因，另一方面也激活促进细胞凋亡的基因，给细胞两种选择：增殖或凋亡。
当生长因子存在，Bcl-2基因表达时，促进细胞增殖，反之细胞凋亡。
7.ATMATM（ataxia telangiectasia-mutated gene）是与DNA损伤检验有关的一个重要基因。
最早发现于毛细血管扩张性共济失调症患者，人类中大约有1%的人是A TM缺失的杂合子，表现出对电离辐射敏感和易患癌症。
正常细胞经放射处理后，DNA损伤会激活修复机制，如DNA不能修复则诱导细胞凋亡。
A TM是DNA损伤检验点的一个重要的蛋白激酶（参见第十三章第四节）二、Fas介导的细胞凋亡细胞表面的凋亡受体是属于肿瘤坏死因子受体（TNFR）家族的跨膜蛋白，它们包括Fas （Apo-1/CD95）、TNFR1、DR3/WSL、DR4/TRAIL-R1和DR5/TRAIL-R2。
其配体属于TNF家族，目前已比较清楚的是Fas介导的细胞凋亡途径。
Fas具有三个富含半胱氨酸的胞外区和一个称为死亡结构域（Death domain，DD，图13-8）的胞内区。
Fas的配体FasL（Fas ligand）与Fas结合后，Fas三聚化使胞内的DD区构象改变，然后与接头蛋白FADD（Fasassociated death domain）的DD区结合，而后FADD的N端DED区（death effector domain）就能与Caspase-8（或-10）前体蛋白结合，形成DISC (death-inducing signaling complex )[6]，引起caspase-8、10通过自身剪激活，它们启动caspase的级联反应，使caspase-3、-6、-7激活，这几种Caspase可降解胞内结构蛋白和功能蛋白，最终导致细胞凋亡。
图13-8 FAS介导的细胞凋亡引自Avi Ashkenazi and Vishva M. Dixit 1998 Caspase 可激活名叫CAD（caspase-activated Dnase）的核酸酶，CAD能在核小体的连接区将其切断，形成约为200bp整数倍的核酸片段。
正常情况下CAD存在于胞质中，并且与抑制因子ICAD/DFF-45蛋白结合，不能进入细胞核。
Caspase活化后可以降解ICAD/DFF-45，释放出CAD，使它进入细胞核降解DNA。
Fas/FasL系统在免疫系统中具有重要的作用，其一是参与免疫调节，活化成熟的外周T细胞主要通过Fas/FasL系统介导的细胞凋亡清除与自身抗原有交叉反应的克隆和由自身抗原激活的细胞克隆，以限制T细胞克隆的无限增殖，防止对自身组织的损伤，即产生外周免疫耐受。
淋巴细胞凋亡异常导致的免疫耐受失控，是自身免疫性疾病的主要病因。
其二是细胞毒T细胞（CTL）可以通过FasL诱导靶细胞凋亡，但遗憾的是，某些肿瘤细胞也可以通过这一途径诱导淋巴细胞凋亡，从而逃脱免疫监控。
三、线粒体与细胞凋亡细胞应激反应或凋亡信号能引起线粒体细胞色素c释放，作为凋亡诱导因子，细胞色素c 能与Apaf-1、caspase-9前体、A TP/dATP形成凋亡体（apoptosome，图13-9），然后召集并激活caspase-3，进而引发caspases级联反应，导致细胞凋亡。
在这里，一个核心的问题是细胞色素c究竟通过哪一种途径释放到细胞质中，由于大部分凋亡细胞中很少发生线粒体肿胀和线粒体外膜破裂的现象，所以目前普遍认为细胞色素是通过线粒体PT孔或Bcl-2家族成员形成的线粒体跨膜通道释放到细胞质中的。
线粒体PT孔（permeability transition pore）主要由位于内膜的腺苷转位因子（Adenine nucleotide translocator，ANT）和位于外膜的电压依赖性阴离子通道（V oltage dependent anion channel，VDAC）等蛋白所组成，PT孔开放会引起线粒体跨膜电位下降和细胞色素c释放。
Bcl-2家族蛋白对于PT孔的开放和关闭起关键的调节作用，促凋亡蛋白Bax等可以通过与ANT或VDAC的结合介导PT孔的开放，而抗凋亡类蛋白如Bcl-2、Bcl-xL等则可通过与Bax竞争性地与ANT结合，或者直接阻止Bax与ANT、VDAC的结合来发挥其抗凋亡效应。
