凋亡相关基因BaxBad和Bcl
细胞凋亡调控相关的基因及酶

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。
细胞凋亡的信号通路

细胞凋亡的信号通路细胞凋亡在生物学中是一个极其重要的生理过程。
在生物体的不同部分,细胞凋亡起着重要的调控作用。
尽管细胞死亡的机制和过程非常复杂,但有些信号通路在凋亡过程中具有极其重要的作用。
本文将介绍几种主要的信号通路,以及它们与细胞凋亡的关系。
Bcl-2基因家族Bcl-2基因家族被认为是凋亡信号通路的关键参与者。
这个家族包含了多种蛋白质,它们在细胞的凋亡过程中有着重要的作用。
Bcl-2蛋白的作用是抑制细胞凋亡,而Bad蛋白质的作用则是促进细胞凋亡。
其他Bcl-2家族成员包括Bax、Bid、Bok和Bak等。
这些蛋白质与凋亡通路相互作用,从而调节细胞是否进入凋亡过程。
研究表明,Bcl-2家族蛋白质在多种疾病中都有很重要的作用,如癌症、自身免疫疾病和神经系统疾病等。
JNK通路JNK(c-Jun N-末端激活蛋白激酶)在细胞凋亡中也起着重要的作用。
当正常细胞处于应激或损伤状态时,JNK通路被激活,进而导致凋亡的发生。
研究表明,当线粒体受到损伤时,JNK通路也会被激活。
这些结果表明JNK通路在响应细胞应激、损伤和细胞死亡等方面具有很重要的作用。
因此,在研究和治疗许多疾病时,JNK通路都是一个非常重要的治疗靶点。
Caspase通路Caspase是一类重要的凋亡相关蛋白质,在细胞凋亡中发挥重要的作用。
Caspase通路的激活是细胞凋亡发生的最重要的步骤之一。
在凋亡通路中,Caspase经常会被序列激活,从而引发一系列的凋亡反应。
研究发现,Caspase在神经细胞的凋亡中具有非常重要的作用,而且在许多人类疾病中也起着极其重要的作用。
因此,Caspase通路也成为了研究急性损伤和慢性疾病治疗的一个重要领域。
MAPK通路MAPK通路是另一个凋亡相关的通路。
在细胞凋亡的过程中,MAPK被激活并会产生一些炎症反应和细胞凋亡。
沙门氏菌在感染人体细胞时,就利用了这个通路,进而引起了肠道疾病。
因此,MAPK通路在研究和预防疾病的治疗中是非常重要的。
凋亡阳性率及凋亡相关基因bcl-2、bax在宫颈癌放疗前后表达的意义

第24卷第5期2003年10月西安交通大学学报(医学版)J o u r n a l o fX i 'a n J i a o t o n g U n i v e r s i t y(M e d i c a l S c i e n c e s )V o l .24N o .5O c t .2003凋亡阳性率及凋亡相关基因b c l -2、b a x 在宫颈癌放疗前后表达的意义赵东利1,隋燕霞2,李明众1,宋丽萍1,王书文1(1.西安交通大学第一医院肿瘤放疗科,陕西西安 710061;2.陕西省第二纺织医院病理科,陕西咸阳 712000)摘要:目的 观察30例宫颈癌患者放疗前后的凋亡阳性率及b c l -2、b a x 蛋白表达的变化,以探讨放射治疗肿瘤的机理。
方法 采用免疫组织化学方法和脱氧核苷酸转移酶介导的末端标记技术T U N N E L 标记法对30例Ⅰ-Ⅲ期宫颈鳞癌患者的放疗前后凋亡阳性率及b c l -2、b a x 蛋白表达水平进行检测。
结果 30例患者凋亡阳性率放疗前后的表达分别为76.7%和100%,放疗后显著增高(P *0.05);b c l -2蛋白在放疗前后的表达阳性率分别为73.3%和46.7%,放疗后显著降低(P *0.05);b a x 蛋白在放疗前后的表达阳性率分别为86%和100%,放疗后显著增加(P *0.05)。
结论 放疗的过程就是放射线诱导细胞调亡的过程,放射线通过抑制b c l -2蛋白的表达、增强b a x 蛋白的表达诱发肿瘤细胞的凋亡。
关键词:宫颈癌;放疗;免疫组化;T U N N E L 标记法;凋亡阳性率;b c l -2蛋白;b a x 蛋白中图分类号:R 737.33 文献标识码:A 文章编号:1671-8257(2003)05-0499-03T h e e x p r e s s i o no f a p o pt o s i s -r e l a t e d g e n e s b c l -2a n db a x p r o t e i n a n da p o p t o s i s p o s i t i v i t y i n c e r v i c a l c a r c i n o m ad u r i n g ra d i a t i o n Z h a oD o n g l i ,S u iY a n x i a ,L iM i n g z h o n g ,S o n g L i p i n g ,W a n g S h u w e n (D e p a r t m e n t o fR a d i a t i o nO n c o l o g y ,F i r s tH o s p i t a l o fX i 'a n J i a o t o n g U n i v e r s i t y,X i 'a n 710061,C h i n a )A B S T R A C T :O b je c t i v e T oe v a l u a t et h ea p o p t o s i s p o s i t i v i t y ,t h ee x p r e s s i o no fb c l -2a n db a x p r o t e i ni n30p a t i e n t s w i t h s qu a m o u s c e l lc e r v i c a lc a r c i n o m a b e f o r e a n d a f t e ra d m i n i s t r a t i o n o fr a d i a t i o n .M e t h o d s W i t h i m m u n o h i s t o c h e m i c a l a n dT D T -d U T Pn i c ke n d l a b e l i n g t e c h n i q u e s ,30c a s e s o f s qu a m o u s c e l l c e r v i c a l c a r c i n o m aw e r e a n a l y z e d .R e s u I t s T h e a p o p t o s i s p o s i t i v i t y be f o r e a n d a f t e rr a d i a t i o n w e r e 76.7%a n d 100%,a n di t w a s s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e da f t e r r a d i a t i o n (P *0.05).T h e p o s i t i v e r a t e s o f b c l -2p r o t e i n b e f o r e a n d a f t e r r a d i a t i o nw e r e 73.3%a n d46.7%;i tw a s s i g n i f i c a n t l y de c r e a s e d af t e r r a d i a t i o n (P *0.05).T h e p o s i t i v e r a t e s o f b a x p r o t e i nb e f o r e a n d a f t e r r a d i a t i o nw e r e 86%a n d100%;i tw a s s ig n i f i c a n t l yi n c r e a s e da f t e r r a d i a t i o n (P *0.05).C o n c I u s i o n B a xa n d b c l -2p r o t e i n p l a y a ni m p o r t a n tr o l ei na p o p t o s i si n d u c e db y f r a c t i o n a t e dr a d i a t i o nt h e r a p y .A p o p t o s i si n d u c e db y r a d i a t i o n i s d u e t ou p r e g u l a t i o no f b a x p r o t e i no r d o w n r e gu l a t i o no f b c l -2p r o t e i n .K E Y W O R D S :c e r v i c a l c a r c i n o m a ;r a d i a t i o n ;i m m u n o h i s t o c h e m i s t r y ;T D T -d U T Pn i c k e n d l a b e l i n g ;a p o pt o s i s p o s i -t i v i t y;b c l -2p r o t e i n ;b a x p r o t e i n 收稿日期:2002-12-30 修回日期:2003-03-12作者简介:赵东利(1968-),男(汉族),在读博士,主治医师. 宫颈癌是最常见的妇科肿瘤,占女性生殖系统恶性肿瘤半数以上,其死亡率为妇科恶性肿瘤的首位[1],放射治疗为宫颈癌的主要治疗手段之一。
(整理)凋亡相关的基因和蛋白.

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。
脊髓损伤后细胞凋亡基因调控研究进展

20世纪初以来.脊髓损伤的死亡率由50%逐年下降 至目前的6%。尽管在降低死亡率的同时临床治疗水平 不断提高,但在减轻病人神经损害程度上仍收效甚微【1]。 脊髓损伤以神经损害为主要表现.脊髓神经细胞死亡并 非源于脊髓直接损伤。而是脊髓损伤后细胞凋亡所致【2]。 细胞凋亡是一种基因控制的细胞自杀过程,它通过 清除死亡细胞和代谢产物来维持人体各系统组织的稳 定,而这种清除过程不伴有局部炎症是其最大的特点。 13ardeesy等[3一研究证实,脊髓损伤后广泛存在细胞凋亡现 象。多项研究[}63证实,不管是人类还是动物。脊髓损伤 后出现的神经元和神经胶质细胞死亡均继发于细胞凋 亡。脊髓损伤后神经细胞发生凋亡的机制十分复杂,各 种刺激信号可通过多种途径诱导凋亡发生,同时涉及多 种病理生理过程,其机制总体上并不完全明了。随着分 子生物学的发展,对基因的深入了解,发现细胞凋亡与基 因调控密切相关。脊髓损伤后细胞凋亡是多基因参与的 调控过程,这些基因包括半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白 酶(caspase)基因家族、凋亡相关蛋白Fas及其配体FasL 系统、p53基因、凋亡相关基因Bcl-2家族和即刻早基因 (IEG)等。
5ⅡB
p63基因
p53基因控制细胞周期和DNA修复,介导细胞凋 亡,野生型p53(wt-p53)诱导细胞发生凋亡,突变型p53 (mr-p53)抑制凋亡。Saito等瞳1]在大鼠脊髓横断模型中 发现损伤30 min后横断脊髓邻近细胞有p53表达,2 d内 表达p53的细胞数量先增加后下降,主要表达于细胞核 内,表达的细胞类型有少突胶质细胞、小胶质细胞、星形 胶质细胞,神经元不表达,而p53表达的细胞经TUNEL 检测呈阳性反应,可见p53参与了脊髓损伤后的凋亡调 节。并在其中发挥重要作用。其作用机制可能包括以下 主要环节:①神经细胞DNA轻微损伤,诱导p53于转录 和翻译水平大量表达。②调节相关基因表达,例如使 &卜2、胰岛素样生长因子一I受体(IGF-IR)、癌基因c-myc 等表达减少,而使Bax、p21、Fas等表达增加。③与其他 蛋白形成复合物,参与DNA合成、复制及修复。总之, p53可能具有双向调控作用,即先参与损伤DNA修复,
解析细胞凋亡与肿瘤发生的关联

解析细胞凋亡与肿瘤发生的关联细胞凋亡与肿瘤发生的关联细胞凋亡是指正常的细胞在一定条件下主动死亡,以维持组织和器官的正常生理状态。
而肿瘤则是一种疾病,是由恶性肿瘤细胞不受控制地生长和分裂形成的。
细胞凋亡与肿瘤的发生存在着紧密的关联,本文将对这一关联进行解析。
一、细胞凋亡的调控细胞凋亡是一个复杂而精细的过程,需要多个调控因子的参与。
其中,Bcl-2家族蛋白是细胞凋亡中的重要调控因子之一。
Bcl-2蛋白家族包括抗凋亡蛋白如Bcl-2和Bcl-xL,以及促凋亡蛋白如Bax和Bad等。
正常情况下,这些蛋白之间通过复杂的相互作用来维持细胞的生存与死亡平衡。
而在肿瘤发生过程中,这种平衡被破坏,导致抗凋亡因子的过度表达以及促凋亡因子的异常活化,从而导致细胞凋亡的抑制,促进肿瘤细胞的生长和扩散。
二、细胞凋亡与肿瘤的关系细胞凋亡在肿瘤的发生和发展中起着重要的作用。
正常情况下,细胞凋亡可以有效地清除受损细胞、恶性细胞和失去生殖能力的细胞,起到抑制肿瘤的作用。
然而,在肿瘤发展过程中,细胞凋亡的程度常常受到抑制或被逆转,导致异常细胞的累积和生长。
这与细胞凋亡调控因子的异常表达和失活有关。
例如,Bcl-2蛋白的过度表达常见于多种恶性肿瘤。
Bcl-2的高表达抑制了细胞凋亡的发生,使肿瘤细胞能够逃避正常细胞的死亡信号,从而增殖和扩散。
同时,某些肿瘤细胞还会通过降低促凋亡因子的表达或活性来逃避细胞凋亡的诱导。
这些异常的细胞凋亡调控因子的表达和功能改变,为肿瘤的发生提供了有利条件。
三、治疗肿瘤的策略基于细胞凋亡与肿瘤的关联,研究人员一直致力于开发针对细胞凋亡通路的抗肿瘤药物。
目前,多种抗肿瘤药物已经在临床上得到应用。
一类是针对抑制抗凋亡因子Bcl-2的药物。
这些药物可以阻断Bcl-2与促凋亡因子的相互作用,恢复细胞凋亡通路的正常功能,从而诱导肿瘤细胞的凋亡。
另一类是针对促凋亡因子的药物。
这些药物可以增强促凋亡因子的活性,对肿瘤细胞产生更强的杀伤作用。
2细胞凋亡及相关基因bcl-2,bax蛋白表达变化

万方数据 万方数据ISSN1673—8225CN21-1539/Rwwvc.zglckf,comkf23385083@sinacom张卓,等阿霉素致兔心脏毒性心肌细胞凋亡及相关基因bcl-2,bax蛋白表达变化组兔于第5,8,10周各死亡1只,死后解剖呈心脏扩大、心包积液等急性充血性心力衰竭征象,其死亡原因可能与不同个体对药物的耐受力不同,并且没有采取相应干预措施有关。
最后39只兔进入结果分析。
2.2各组兔心肌组织光镜观察结果光镜下阿霉素16mg/kg组心肌细胞质自溶,出现空泡,组织问质水肿,细胞间质纤维组织增多,可见凋亡细胞等。
阿霉素4mg/kg组心肌组织间质轻度水肿等,细胞核几乎无变化。
阿霉素8mg/kg组病变程度介于二者之间。
对照组无明显变化。
2.3各组兔凋亡心肌细胞的透射电镜观察结果对照组、阿霉素4mg/kg组未见心肌细胞凋亡,阿霉素8mg/kg组和阿霉素16mg/kg组均观察到细胞核变小、核染色质浓缩、边聚的凋亡心肌细胞(见图1)。
2.4各组兔心肌细胞凋亡情况对照组、阿霉素4mg/kg组未见心肌细胞凋亡,阿霉素8mg/kg组和阿霉素16mg/kg组心肌细胞凋亡指数分别为(3.03±0.78)%,(16.78_+3.51)%,显著高于对照组(P<0.01)(见图2)。
沈阳1200邮政信箱110004|(f23385083@sina.comwww.zglckf.com2.5各组兔心肌bax与bcl一2蛋白表达变化见表1。
-b对照组比较,8尸<0.01;与阿霉素8mg/kg组比较,。
P<0.01如表1所示,阿霉素8,16mg/kg组bcl一2蛋白表达显著低于对照组(P<0.01),bax蛋白表达显著高于对照组(P<0.01),bcl一2/bax显著低于对照组(P<0.01)。
阿霉素16mg/kg组bcl-2蛋白表达显著低于阿霉素8mg/kg组(P<0。
01),bax蛋白表达显著高于阿霉素8mg/kg组(P<0.01)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
凋亡相关基因Bax、Bad和Bcl-2与PTSD的相关性肖甄男中国医科大学 93期【摘要】创伤后应激障碍(PTSD)是指由于异常威胁性或灾难性心理创伤导致延迟出现和长期持续的精神障碍。
PTSD患者有强烈的恐惧和惊吓反应,血中糖皮质激素浓度反常低下,下丘脑一垂体一肾上腺轴(HPA)轴调节紊乱,激活糖皮质激素受体进而上调促凋亡基因Bax,Bad引起海马神经元凋亡,海马萎缩,体积缩小。
从而影响记忆学习功能的发挥,造成不同的记忆损害甚至导致记忆缺失。
杏仁核是大脑中的“恐惧中枢”,杏仁核和海马的功能密切相关,海马的功能受杏仁核的调节而实现。
PTSD导致凋亡相关基因Bax和Bcl一2比值增大,使杏仁核神经元细胞出现凋亡,杏仁核变稀疏,功能减退。
Bcl-2相关家族在海马,杏仁核细胞凋亡中起到了关键性的作用The Relationship of Apoptosis—related Genes Bax,Bad and Bcl-2 with Pathogenesisof Post—traumatic Stress DisorderXIAO Zhen-nan(93k, China Medical University)【Abstract】 Post-traumatic stress disorder(PTSD)is an anxiety disorder that can develop after exposure to one or more traumatic events threatened or caused grave physical harm. PTSD patients have a strong sense of fear and startle response,abnormal low blood glucocorticoid concentration,disordered HPA axis, activation of glucocorticoid receptor and the expression of apoptosis—related genes Bax,Bad is down-regulated. These changes cause neuronal apoptosis in hippocampus, hippocampus atrophy,volume decreased and affect the exertion of memory and learning function,inducing different memory impairment even memory lost. Amygdala nucleus is the brain’s “fear center”.The function of hippocampus is closely linked with amygdala and realized by the regulation of amygdala. PTSD increases the ratio of Bax/ Bc1—2 and induces neuronal apoptosis in amygdala, causing the amygdala sparse and hypofunction. Bcl-2 related family play an important role in the neuronal apoptosis in hippocampus and amygdala.创伤后应激障碍(posttraumatic stress disorder,PTSD)是指由于灾害、战争、恐怖事件、交通意外等引起的巨大痛苦或受惊吓、遭受悲剧导致的精神、身心症状的持续状态或焦虑综合征。
是应激疾病中最为典型的一种[1],严重影响人们的生存质量。
PTSD患者有强烈的恐惧和惊吓反应;其血中糖皮质激素浓度反常低下,HPA 轴调节紊乱。
在严重创伤应激急性期,在中枢神经系统(CNS)皮质边缘区,特别是杏仁核、海马和下丘脑等处短期内神经可塑性改变,提示这些脑区可能为CNS应激应答敏感区。
研究表明,PTSD大鼠海马萎缩[2],海马神经元发生凋亡[3],杏仁核和海马的功能密切相关,海马的部分功能可由杏仁核的调节而实现[4],杏仁核作为边缘系统中重要的皮质下核团,在PTSD时也发生细胞凋亡[5]。
杏仁核与海马神经元细胞的凋亡可能与PTSD的发病密切相关。
1. 细胞凋亡细胞凋亡是指为维持内环境稳定而由基因控制的,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,在自身基因调控下进行的一种主动死亡,是机体维持自身稳定的一种基本生理机制。
在生理条件下细胞凋亡主要是作为机体调节细胞群生长消亡平衡的重要手段,与细胞增殖一起维持机体细胞群的自身稳定。
细胞凋亡与坏死有本质的不同,凋亡是一个有基因表达的主动死亡过程。
细胞凋亡过程受到一系列相关基因的调节和控制:抗凋亡成员(又称抗凋亡蛋白,antiapoptotic proteins)有Bcl-2、Bcl—xL、Bc1-w、ced-9等,促凋亡成员(又称凋亡前体蛋白,Proapoptotic proteins)有Bad、Bax、Bak、Bid、Bik、Bim、Bcl-xs等。
促凋亡成员又分为两类:仅含BH3同源区域(BH3 only Proreins)的成员,包括Bik,Bid,Bad,Bim,Bmf等;含多个同源区域(Bcl-2 homology domain,BH)的成员,包括Bax、Bak、Bcl-xs、Mtd。
有研究者【6】将凋亡发生过程分为四个步骤,即诱导凋亡刺激信号的出现、凋亡诱导阶段、凋亡执行阶段和细胞死亡后解体阶段。
而凋亡基因Bcl-2家族主要在凋亡执行阶段发挥作用。
2. 凋亡基因Bcl-2家族细胞凋亡途径中存在Fas/Fas—L介导的死亡受体通路[7-8]和Bcl一2家族调节的线粒体通路【9】。
细胞凋亡过程十分复杂,涉及不同基因及其产物的调控和细胞因子的调节。
各种刺激凋亡发生的因素均可破坏线粒体膜,开放线粒体膜孔道、使跨膜电位下降及渗透性增加,并使线粒体内的细胞色素C(Cyt-c)等凋亡因子外溢而激活细胞质内特异性凋亡酶,即半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶(caspases),进而导致细胞凋亡。
近年来研究表明,Bcl一2家族成员的构成比例是上述两种凋亡通路的核心机制之一,尤其这一家族的2个代表性成员Bax 和Bcl-2,是目前公认的哺乳动物细胞凋亡过程中的正、负调控剂[10]。
Bcl-2/Bax基因主要在凋亡执行阶段发挥作用, Bax基因与Bcl-2基因同源,二者可形成异二聚体或Bax与自身形成二聚体,通过转基因动物和基因转染实验研究发现,Bc1-2对细胞凋亡具有明显的抑制作用,而Bax拮抗Bc1-2,促进细胞凋亡。
因此Bcl-2与Bax的比例决定着细胞受凋亡因素刺激后的生存与凋亡,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一2比值的改变。
2.1 Bcl-2与BaxBcl一2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一2基因家族分为两类:一类是抗凋亡的,如Bcl一2、Bcl—xl、Bcl—W、Mcl—l;一类是促进凋亡的,如Bax、Bak、Bad、Bid、Bim [11]。
其中Bcl一2是B细胞淋巴瘤/白血病-2(B-celllymphoma /leukemia-2)的缩写。
定位于人染色体18q21.3,在正常组织中低表达。
1985年,Tsujimoto等【12】研究滤泡性非霍奇金B细胞淋巴瘤时,从其染色体断裂易位点初克隆而得。
Bcl一2是第一个被确认有抑制凋亡作用的基因[13],Bc1-2抑制氧自由基的产生或起到抗氧化剂的作用而阻断细胞凋亡[14]。
Bcl-2是一种直接调节细胞凋亡的线粒体膜蛋白,其C末端含有1个由l9个氨基酸组成的疏水跨膜区,作为信号锚定序列,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。
Bax是最早发现的促凋亡因子,其中21%的氮基酸与Bcl一2同源。
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[15]。
Bcl-2家族成员复杂的相互作用通过控制线粒体外膜的透化作用(MOMP)而实现的。
Bax在组织器官中的表达比Bcl-2更加广泛,主要分布在线粒体外膜上。
正常情况Bax位于胞质,在凋亡信号诱导下,胞质内的Bax接到死亡信息使其构象发生改变,由胞质移位并插入到线粒体膜中,并在此形成微孔结构的低聚物Bax—Ba x同源二聚体,然后激动MOMP[16],开启线粒体通透性转换孔引起线粒体跨膜电位下降,释放凋亡前因子包括细胞色素C、omi/htra2、Smac /DIABLO和核酸内切酶G,释放的细胞色素C与凋亡蛋白活化因子(apoptosis proteinaseactivating factor-1, Apaf-1)、dATP及 caspase一9前体结合形成凋亡小体而发生凋亡[17-19]Bcl-2存在于线粒体外膜,其表达可竞争性地与Bax蛋白结合,形成比Bax/Bax同源二聚体更稳定的Bax/Bcl一2异源二聚体,从而“中和”Bax/Bax诱导凋亡的作用,终止细胞凋亡的发生。
Oltvai et al[20]认为,决定细胞命运的关键因素是抑制与促进二者间的比率,Bc1-2、Bax分别是凋亡抑制和促进因子,其比值与细胞凋亡的发生直接相关,如二者表达量平衡则细胞生存期正常;当Bcl-2表达量较高时,形成异源二聚体Bcl一2/Bax,抑制细胞凋亡;当Bax 表达量较高时,形成同源二聚体Bax/Bax,通过抑制Bcl-2的抗凋亡作用而促进细胞凋亡的发生【21】。
因此有学者将Bc1-2和Bax的比值称作“凋亡开关”【22】。
2.2 BadBad基因首先从鼠的cDNA文库中克隆鉴定出,其后又克隆出人的同源基因,由Yang等于1995年发现,其编码一个含204个氨基酸的蛋白质。
双杂交和序列分析发现,Bad可与Bc1-2和Bcl-xL结合形成异源二聚体,具有促进细胞凋亡作用,故名Bad(Bcl-xL/Bcl-2 associated death promoter) 。