Calpains活化与细胞凋亡的相关研究进展

细胞凋亡机制及调控因子研究进展细胞凋亡（apoptosis）是一种正常的生理现象，是细胞自身程序性死亡的过程。

细胞凋亡在多个生物学过程中发挥重要的作用，例如胚胎发育、免疫应答、组织修复和恶性肿瘤的治疗等。

在细胞凋亡过程中，一系列精确的分子调控网络参与了维持细胞的生命和死亡平衡。

本文将对细胞凋亡机制及其调控因子的最新研究进展进行综述。

细胞凋亡的执行阶段包括诱导、执行、清除三个过程。

在诱导阶段，内源性或外源性刺激通过激活相关的信号途径来引发细胞凋亡程序。

其中，TNF（Tumor Necrosis Factor）超家族和Bcl-2家族是细胞凋亡调控的关键因子。

TNF超家族成员包括TNF-α、CD95L（CD95 Ligand）和TRAIL（TNF-Related Apoptosis-Inducing Ligand），它们可以与相应的受体结合，激活下游的信号通路，如NF-κB、MAPK和JNK等，进而导致细胞凋亡。

而Bcl-2家族则分为两类，Bcl-2样保护蛋白和Bax-类凋亡促进蛋白。

这两类蛋白通过互相竞争结合BH3域，实现对细胞凋亡的调控。

细胞凋亡的执行阶段涉及一系列的下游效应器蛋白。

其中，一个关键的蛋白是Caspase，它是一个半胱天冬氨酸蛋白酶家族，具有在胞浆或细胞核发挥一系列特异性的切割底物的能力。

Caspase的激活是细胞凋亡过程中的关键步骤。

在硬状核和软状核之间存在两条不同的Caspase信号途径：线粒体途径和死受体途径。

线粒体途径以线粒体膜上的Bcl-2家族蛋白调控为中心，通过释放细胞色素C和其他线粒体内容物来激活Caspase。

而死受体途径主要通过死受体与其配体相互作用，激活Caspase的级联反应。

此外，细胞凋亡过程中的其他关键因子还包括miRNA（microRNA）、smRNA （small microRNA）和siRNA（small interfering RNA）。

miRNA是由20-25个核苷酸组成的非编码RNA片段，通过与mRNA的3'非翻译区结合，降解靶向mRNA 或抑制其翻译，从而调控基因表达。

Caspase与细胞凋亡Caspase与细胞凋亡沈阳市第一人民医院神经内科（110041）李莉摘要：细胞凋亡，又称程序性细胞死亡（Programmed cell death, PCD）是机体生长发育、细胞分化和病理状态中细胞自主性死亡过程。

是细胞内由基因编码调控的按严格程序执行的细胞自杀过程。

细胞凋亡是细胞生长发育过程的重要生命现象，是目前生物医学领域中的一个重要研究课题。

阐明细胞凋亡的分子机制可对一些疾病的防治（如肿瘤，神经退行性疾病等）产生积极影响。

许多实验提示细胞凋亡涉及一个瀑布式（Cascade）基因表达过程。

半胱氨酸蛋白酶（Caspase）在细胞凋亡中发挥始动和效应作用。

本文就其生物学特性及其在凋亡中的作用机制作一综述。

关键词：Caspase；细胞凋亡细胞凋亡中并无十分明显的作用，主要参与IL-1β的成熟和转运。

Caspase-8是启动者Caspases的重要代表，可通过与连接分子FADD的结合而活化，将凋亡信号传递到下游的效应Caspases分子。

Caspase-14是该家族中的最新成员，主要表达于胚胎细胞中，成年期缺乏表达，由于分子结构中没有NH2-末端域，因此又被称为MICE（mini-ICE）。

功能研究发现它能直接诱导细胞凋亡，但具体的信号转导途径高不清楚[7]。

并不是所有Caspase 都参与细胞凋亡反应，如Caspase-1、4、5、12等的作用主要是参与炎症反应。

Caspase-3是迄今为止研究比较透彻的一个，它是主要的效应者分子。

1994年Femandes-Alnemri等在人Jurkat T细胞系，首先克隆出CPP32（Caspase-3）基因，分为CPP32α和CPP32β。

两者的阅读框均由831个核苷酸组成，编码277个氨基酸，相对分子质量约为32×103（32KD）。

人Caspase-3基因定位于染色体4q33-q35.1处。

Caspase-3酶原与CED-3蛋白有35%的一致性，58%的相似性，是已知哺乳动物中与CED-3相似性最高的一种。

Caspase家族与细胞凋亡的关系一、本文概述细胞凋亡，也被称为程序性细胞死亡，是一种由基因控制的细胞自主有序的死亡方式。

它在生物体的发育、生长、平衡和稳态维持等过程中起着至关重要的作用。

在细胞凋亡的过程中，Caspase家族蛋白酶起着关键的角色。

本文旨在深入探讨Caspase家族与细胞凋亡之间的关系，包括Caspase家族的基本特性、它们在细胞凋亡中的功能机制，以及相关的调控网络和潜在应用。

我们将对Caspase家族进行简要的介绍，包括其成员的分类、结构特点以及活性调控等。

然后，我们将详细阐述Caspase家族在细胞凋亡过程中的关键作用，包括凋亡信号的接收、传递、放大和执行等阶段。

我们还将探讨Caspase家族与其他凋亡相关蛋白的相互作用，以及它们在细胞凋亡调控网络中的地位。

我们将展望Caspase家族在未来生物医学研究中的应用前景，特别是在癌症治疗、神经退行性疾病防治等领域中的潜在作用。

通过本文的阐述，我们期望能够更深入地理解Caspase家族与细胞凋亡的关系，为未来的生物医学研究提供有益的参考和启示。

二、Caspase家族概述细胞凋亡，也称为程序性细胞死亡，是生物体内一种至关重要的生理过程，负责维持机体的稳态，去除受损或不需要的细胞。

在这一过程中，Caspase家族扮演着核心的角色。

Caspase，全称为半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（Cysteine-dependent Aspartate-directed Proteases），是一组存在于细胞质中的半胱氨酸蛋白酶，具有特定的天冬氨酸切割位点。

Caspase家族成员众多，按其功能和在凋亡过程中的作用，可以分为启动型Caspase（也称为上游Caspase，如Caspase-2, -8, -9, -10）和执行型Caspase（也称为下游Caspase，如Caspase-3, -6, -7）。

启动型Caspase在凋亡信号刺激下首先被激活，然后它们会激活执行型Caspase。

细胞凋亡相关蛋白研究进展(1)细胞凋亡相关蛋白研究进展细胞凋亡（apoptosis）是指细胞在遭受损伤或发生异常时主动死亡的一种程序性死亡方式。

细胞凋亡不仅有重要的生物学意义，同时也与多种疾病的发生和发展密切相关。

在细胞凋亡的过程中，许多蛋白因子发挥着关键作用，本文将着重介绍细胞凋亡相关蛋白的研究进展。

1. Bcl-2家族蛋白Bcl-2家族蛋白是最早被发现的与细胞凋亡相关的蛋白家族，其中既有促进细胞存活的蛋白（如Bcl-2、Bcl-xL等），也有促进细胞凋亡的蛋白（如Bax、Bak等）。

目前，许多研究表明Bcl-2家族蛋白对人体各种疾病的发生和发展都具有重要影响，并且在癌症治疗方面有着很好的应用前景。

2. caspase家族蛋白caspase家族蛋白是细胞凋亡过程中最重要的蛋白分子。

这一家族的蛋白能够在细胞凋亡的关键时间点上，参与并引导细胞自我消除的过程。

针对caspase家族蛋白的研究，已经为众多疾病的治疗提供了新的方向与策略。

3. p53蛋白p53蛋白是一种重要的转录因子，在细胞凋亡的过程中广泛发挥着抑制肿瘤、促进细胞凋亡等多种作用。

许多研究表明，针对p53蛋白的疾病治疗策略具有广泛应用前景，而且近年来关于p53蛋白的研究也逐渐深入。

4. 凋亡诱导因子（AIF）AIF是一种蛋白质，主要功能是进一步促进细胞凋亡，并能够在细胞发生凋亡时候，通过与线粒体之间的分离作用，从而释放出线粒体内的氧化氢酶等分子物质。

当前许多研究表明，针对AIF的药物开发治疗策略，将对研究许多疾病和疾病治疗的提供有力的支持。

综上所述，细胞凋亡相关蛋白的研究有着重要的科学意义和实用价值。

在未来的研究中，发掘新的有效的抑制机制，并利用已有的针对蛋白的治疗策略得到进一步优化和应用，将极大地推动相关领域的研究进展和新药研发。

细胞凋亡研究进展发布时间：2022-12-06T08:14:16.603Z 来源：《科学与技术》2022年第15期第8月作者：阎隽[导读] 细胞凋亡（apoptosis）是机体正常细胞在受到生理和病理性刺激后出现的一种自发的死亡过程阎隽武汉东湖学院湖北武汉 430212摘要：细胞凋亡（apoptosis）是机体正常细胞在受到生理和病理性刺激后出现的一种自发的死亡过程，是一个主动、高度有序、基因控制以及一系列酶参与的过程。

细胞凋亡在保证多细胞生物健康生存过程中扮演着关键角色，对个体的正常发育具有重要作用。

它在多细胞生物的组织分化、器官发育、机体稳态的维持中有着重要意义。

机体在产生新生细胞的同时，衰老和突变的细胞通过凋亡机制而被清除，使器官和组织得以正常的发育和代谢。

本文将对细胞凋亡的研究进展进行综述。

关键词：细胞凋亡；caspase；相关基因；凋亡途径生物体内环境的稳定，不仅依赖于细胞的增殖和分化，也依赖于细胞的凋亡。

多年来，对于细胞凋亡远不如对细胞增殖那样了解得深入、细致。

细胞凋亡的概念则是由美国Kerr等于1972年首次提出的[1]。

Kerr等经过了长达8年对细胞凋亡的研究,于1980年提出细胞凋亡是不同于细胞坏死的一种正常生理条件下的程序性细胞死亡过程。

在此后的近20年时间里,程序性细胞死亡(PCD)引起了生命科学领域的广泛重视。

1 细胞凋亡的形态特征细胞在凋亡的过程中发生的形态学变化可以分为调亡的起始阶段、凋亡小体的形成和凋亡小体被吞噬细胞吞噬三个阶段。

在调亡开始时，细胞体积缩小，胞浆逐渐浓缩，细胞间的接触消失，但细胞膜的结构依然保持完整，并具有选择通透性，染色质逐渐浓缩，沿核膜分布，噬碱性增强。

接着细胞色素从线粒体释放到胞质，断裂成大小不同的片段，琼脂糖凝胶电泳检测到电泳条带呈现出梯状条带图谱；细胞膜向内反折将断裂的片段和某些细胞器聚集包围，形成多个大小不等的凋亡小体，进而吞噬细胞发生作用，将调亡小体吞噬消化并降解。

细胞凋亡信号转导途径及调控的研究进展摘要细胞凋亡是机体维持自身稳定的一种基本生理机制，是有许多基因产物及细胞因子参与的一种有序的细胞自我消亡形式。

通过细胞凋亡，机体可清除损伤、衰老与突变的细胞来维持自身的稳态平衡和各种器官及系统的正常功能。

细胞凋亡可被多种生理性、病理性及其它因素所诱发，它的发生过程可分为启始阶段、效应阶段和降解阶段。

由于细胞凋亡是一种复杂的生理及病理现象，所以在其发生的三个阶段中涉及不同的信号转导途径及其调控。

其中死亡受体途径、线粒体途径和内质网途径是细胞凋亡信号转导的重要途径。

这三条途径的密切联系和相互作用，完成了凋亡信号的传导并最终促进或抑制细胞凋亡。

另一方面，三条途径分别受到包括Bc1-2家族蛋白在内的许多因素的调控。

它们和caspase 、P53、Bcl-２、smac、调节抑制蛋白及胞内信号转导途径等构成一个复杂的网络机构诱导细胞凋亡并对其进行严密的调控。

关键词细胞凋亡;信号转导途径;caspase;线粒体;内质网细胞凋亡（Ａpoptosis）是指机体在生理条件下受到刺激后，经过多种途径的信号传递导致细胞产生一系列形态和生化方面的改变而引起细胞自杀性死亡的过程，又叫程序性细胞死亡(programmed cell death, PCD)。

但在不同环境、不同细胞或不同刺激的情况下，细胞凋亡的途径又是不同的，因而细胞凋亡的信号传导途径具有多样性，这就使凋亡的发生及调控机制非常复杂。

本文就线粒体通路、死亡受体通路和内质网通路对细胞凋亡转导途径及调控进行了综述。

1 线粒体途径及调控长期以来，人们一直忽视线粒体在细胞凋亡中的作用。

随着细胞凋亡研究的深入，人们发现某些和凋亡有关的基因产物（蛋白质或酶）均可定位于细胞线粒体，并且各种刺激所诱导的细胞凋亡实验中发现线粒体膜的通透性增加，线粒体内的各种蛋白质被释放出来，这些蛋白质包括细胞色素C、Smac/Diabod、AIF （Apoptosis inducing factor）等，从而使线粒体与细胞凋亡之间相关性的研究成为当今生命科学领域的前沿课题。

第1篇一、实验目的1. 掌握大鼠肌肉取材的方法和技巧。

2. 学习组织学、病理学等基本知识，提高实验操作能力。

3. 了解大鼠肌肉的解剖结构和生理功能。

二、实验原理大鼠肌肉取材实验是生物学、医学等领域的基础实验之一。

通过取材大鼠肌肉，可以观察肌肉的微观结构，了解肌肉的生理功能，为相关研究提供实验材料。

三、实验材料1. 实验动物：成年大鼠，体重约200-300g。

2. 实验仪器：解剖显微镜、手术刀、剪刀、镊子、解剖盘、生理盐水、冰块等。

3. 实验试剂：10%甲醛固定液、苏木素、伊红、酒精、蒸馏水等。

四、实验步骤1. 实验动物处死：采用颈椎脱位法处死大鼠，迅速取出肌肉组织。

2. 肌肉组织固定：将大鼠肌肉组织放入10%甲醛固定液中，固定24小时。

3. 肌肉组织切片：将固定好的肌肉组织用手术刀切成约1mm厚的薄片。

4. 肌肉组织染色：将切片放入苏木素染液中染色5分钟，然后用蒸馏水洗去多余染料。

5. 肌肉组织脱色：将切片放入酒精溶液中脱色，直至切片呈淡黄色。

6. 肌肉组织复染：将脱色后的切片放入伊红染液中复染1分钟。

7. 肌肉组织封片：将染色后的切片用中性树胶封片。

8. 显微镜观察：在解剖显微镜下观察肌肉组织的微观结构，记录实验结果。

五、实验结果1. 肌肉组织切片呈淡黄色，结构清晰。

2. 观察到肌肉组织由肌纤维组成，肌纤维呈长条状，相互平行排列。

3. 肌纤维由肌原纤维组成，肌原纤维由肌丝构成，肌丝分为粗肌丝和细肌丝。

4. 粗肌丝主要由肌球蛋白组成，细肌丝主要由肌动蛋白和肌联蛋白组成。

5. 肌纤维之间有肌束膜、肌内膜等结缔组织分隔。

六、实验讨论1. 本实验通过取材大鼠肌肉，观察了肌肉组织的微观结构，了解了肌肉的组成和功能。

2. 肌肉组织切片的厚度和质量对实验结果有很大影响，本实验切片厚度约为1mm，切片质量较好。

3. 实验过程中，注意无菌操作，避免污染切片。

4. 实验结果可作为相关研究的参考，为肌肉生理、病理等方面的研究提供实验依据。

细胞凋亡信号通路的研究进展一、绪论细胞凋亡是细胞程序性死亡的一种形式，具有重要维持机体正常生命活动、发挥正常生长发育、免疫防御反应、排除无用或有害细胞等作用。

本文围绕细胞凋亡的信号通路来探究其研究进展。

二、细胞凋亡的调控信号通路1.细胞凋亡的主要通路（1）外在通路细胞外界因子、激素等物质通过结合受体，触发细胞内部的信号传导通路，进而引起特异性细胞凋亡。

（2）内在通路细胞内源性因子（如DNA损伤）或外源因子进入细胞，作用于内部信号通路，引起细胞凋亡。

2. 各通路的核心分子（1）TNF-α通路通过TNF-α刺激受体的结合，聚集FADD等相关蛋白，激活Caspase-8，进而激活Caspase-3产生细胞凋亡。

（2）CD95L通路CD95L与细胞表面CD95受体结合，激活蛋白FADD，进而激活Caspase-8，启动细胞凋亡。

（3）Bcl-2/Bax通路在Bcl-2、Bax因子等协同作用下，在凋亡信号未被激活前，Bcl-2通过抑制Caspase-8的活性，保持细胞的存活状态。

而在凋亡信号被激活后，Bax则会表达并进入线粒体，激活Caspase-9，最终引导细胞凋亡。

（4）Smac/DIABLO通路当Caspase-9被激活时，出现Smac/DIABLO因子，破坏Caspase与X-chromosome-linked inhibitor of apoptosis (XIAP)之间的联系，启动细胞凋亡。

三、细胞凋亡通路的研究进展1.抗肿瘤研究细胞凋亡通路的异常调节与肿瘤的发生、发展密切相关。

近年来研究表明，对计划LMP和Mitophagy过程的干预措施，如MITA蛋白、UVRAG蛋白等可以抑制肿瘤的生长发展，并诱导肿瘤细胞凋亡。

2.糖尿病研究研究发现，在巨噬细胞凋亡中，糖尿病的发生和发展具有显著相关性。

主要通过细胞内的氧化胁迫和缺少营养物质，引发细胞凋亡。

研究者正在开发新型药物和干预措施，以控制细胞凋亡过程，减缓糖尿病的发病和发展。