程序性細胞死亡的過程及機理
細胞凋亡的過程大致可分為以下幾個階段：
接受凋亡信號→凋亡調(diào)控分子間的相互作用→蛋白水解酶的活化（Caspase）→進入連續(xù)反應(yīng)過程
凋亡的啟動階段
細胞凋亡的啟動是細胞在感受到相應(yīng)的信號刺激后胞內(nèi)一系列控制開關(guān)的開啟或關(guān)閉，不同的外界因素啟動凋亡的方式不同，所引起的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)也不相同，客觀上說對細胞凋亡過程中信號傳遞系統(tǒng)的認識還是不全面的，目前比較清楚的通路主要有：
1）細胞凋亡的膜受體通路：各種外界因素是細胞凋亡的啟動劑，它們可以通過不同的信號傳遞系統(tǒng)傳遞凋亡信號，引起細胞凋亡，我們以Fas -FasL為例：
Fas是一種跨膜蛋白，屬于腫瘤壞死因子受體超家族成員，它與FasL結(jié)合可以啟動凋亡信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)引起細胞凋亡。它的活化包括一系列步驟：首先配體誘導(dǎo)受體三聚體化，然后在細胞膜上形成凋亡誘導(dǎo)復(fù)合物，這個復(fù)合物中包括帶有死亡結(jié)構(gòu)域的Fas相關(guān)蛋白FADD。Fas又稱CD95，是由325個氨基酸組成的受體分子，F(xiàn)as一旦和配體FasL結(jié)合，可通過Fas分子啟動致死性信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，最終引起細胞一系列特征性變化，使細胞死亡。Fas作為一種普遍表達的受體分子，可出現(xiàn)于多種細胞表面，但FasL的表達卻有其特點，通常只出現(xiàn)于活化的T細胞和NK細胞，因而已被活化的殺傷性免疫細胞，往往能夠最有效地以凋亡途徑置靶細胞于死地。Fas分子胞內(nèi)段帶有特殊的死亡結(jié)構(gòu)域（DD,death domain）。三聚化的Fas和FasL結(jié)合后，使三個Fas分子的死亡結(jié)構(gòu)域相聚成簇，吸引了胞漿中另一種帶有相同死亡結(jié)構(gòu)域的蛋白FADD。FADD是死亡信號轉(zhuǎn)錄中的一個連接蛋白，它由兩部分組成：C端（DD結(jié)構(gòu)域）和N端（DED）部分。DD結(jié)構(gòu)域負責(zé)和Fas分子胞內(nèi)段上的DD結(jié)構(gòu)域結(jié)合，該蛋白再以DED連接另一個帶有DED的后續(xù)成分，由此引起N段DED隨即與無活性的半胱氨酸蛋白酶8（caspase8）酶原發(fā)生同嗜性交聯(lián)，聚合多個caspase8的分子，caspase8分子遂由單鏈酶原轉(zhuǎn)成有活性的雙鏈蛋白，進而引起隨后的級聯(lián)反應(yīng)，即Caspases，后者作為酶原而被激活，引起下面的級聯(lián)反應(yīng)。細胞發(fā)生凋亡。因而TNF誘導(dǎo)的細胞凋亡途徑與此類似
2）細胞色素C釋放和Caspases激活的生物化學(xué)途經(jīng)
線粒體是細胞生命活動控制中心，它不僅是細胞呼吸鏈和氧化磷酸化的中心，而且是細胞凋亡調(diào)控中心。實驗表明了細胞色素C從線粒體釋放是細胞凋亡的關(guān)鍵步驟。釋放到細胞漿的細胞色素C在dATP存在的條件下能與凋亡相關(guān)因子1（Apaf-1）結(jié)合，使其形成多聚體，并促使caspase-9與其結(jié)合形成凋亡小體，caspase-9被激活，被激活的caspase-9能激活其它的caspase如caspase-3等，從而誘導(dǎo)細胞凋亡。此外，線粒體還釋放凋亡誘導(dǎo)因子，如AIF，參與激活caspase?？梢姡毎蛲鲂◇w的相關(guān)組份存在于正常細胞的不同部位。促凋亡因子能誘導(dǎo)細胞色素C釋放和凋亡小體的形成。很顯然，細胞色素C從線粒體釋放的調(diào)節(jié)是細胞凋亡分子機理研究的關(guān)鍵問題。多數(shù)凋亡刺激因子通過線粒體激活細胞凋亡途經(jīng)。有人認為受體介導(dǎo)的凋亡途經(jīng)也有細胞色素C從線粒體的釋放。如對Fas應(yīng)答的細胞中，一類細胞（type1）中含有足夠的胱解酶8 （caspase8）可被死亡受體活化從而導(dǎo)致細胞凋亡。在這類細胞中高表達Bcl-2并不能抑制Fas誘導(dǎo)的細胞凋亡。在另一類細胞（type2）如肝細胞中，F(xiàn)as受體介導(dǎo)的胱解酶8活化不能達到很高的水平。因此這類細胞中的凋亡信號需要借助凋亡的線粒體途經(jīng)來放大，而Bid ?--一種僅含有BH3結(jié)構(gòu)域的Bcl-2家族蛋白是將凋亡信號從胱解酶8向線粒體傳遞的信使。
凋亡的執(zhí)行
盡管凋亡過程的詳細機制尚不完全清楚，但是已經(jīng)確定Caspase即半胱天冬蛋白酶在凋亡過程中是起著必不可少的作用，細胞凋亡的過程實際上是Caspase不可逆有限水解底物的級聯(lián)放大反應(yīng)過程，到目前為止，至少已有14種Caspase被發(fā)現(xiàn)，Caspase分子間的同源性很高，結(jié)構(gòu)相似，都是半胱氨酸家族蛋白酶，根據(jù)功能可把Caspase基本分為二類：一類參與細胞的加工，如Pro-IL-1β和Pro-IL-1δ，形成有活性的IL-1β和IL-1δ；第二類參與細胞凋亡，包括caspase2,3,6,7,8,9.10。Caspase家族一般具有以下特征：
1)C端同源區(qū)存在半胱氨酸激活位點，此激活位點結(jié)構(gòu)域為QACR/QG。
2）通常以酶原的形式存在，相對分子質(zhì)量29000-49000(29-49KD），在受到激活后其內(nèi)部保守的天冬氨酸殘基經(jīng)水解形成大（P20）?。≒10）兩個亞單位，并進而形成兩兩組成的有活性的四聚體，其中，每個P20/P10異二聚體可來源于同一前體分子也可來源于兩個不同的前體分子。
3）末端具有一個小的或大的原結(jié)構(gòu)域。
參與誘導(dǎo)凋亡的Caspase分成兩大類：啟動酶（inititaor）和效應(yīng)酶（effector）它們分別在死亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的上游和下游發(fā)揮作用。
