线粒体与细胞凋亡研究进展

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1、细胞生物学·综述·线粒体与细胞凋亡研究进展曾凯星11.中山大学药学院，广州，510006【摘要】线粒体是细胞凋亡的执行者。当线粒体受到内外环境因素的影响时，会造成线粒体通透性转运孔持续开放，细胞色素C的释放、Caspase蛋白的激活以及活性氧的作用。本文阐述了三者变化的多种机制，同时也论述了Bcl-2家族和AIF因子在凋亡过程中的调节作用机制，为寻找肿瘤靶点提供机遇。【关键词】线粒体；细胞凋亡；线粒体通透性转运孔；细胞色素C；CaspaseStudyProgressofMitochondriaandApoptosisKai-xi

2、ngZENG11.SchoolofPharmaceuticalSciences,SunYat-SenUniversity,Guangzhou,51006,ChinaAbstract:Mitochondriaaretheexecutorsofapoptosis.Whenthemitochondriaareaffectedinternalandexternalenvironmentalfactors,cancausemitochondrialpermeabilitytransitionporeremainopen,releaseof

3、cytochromeCandactivationofCaspaseprotein.Thispaperdescribesthevariousmechanismsofthethreevariations,butalsodiscussestheBcl-2familyandAIFfactorregulatingmechanismduringapoptosis,thesemechanismsprovidesanopportunitytofindtumortargets.Keywords:Mitochondria;Cellapoptosis

4、;mitochondrionpermeabilitytransitionpore;CytochromeC;Caspase7细胞生物学7细胞生物学细胞凋亡是集体在生长、发育和受到外来刺激时清除多余、衰老和受损伤的细胞以保持机体内环境平衡和维持正常生理活动过程中的一种基础调节机制。这种调节机制的异常与多种疾病的发生有关，如癌症的发生于细胞凋亡的抑制有关，而老年性痴呆与神经细胞凋亡过度有关。目前对细胞凋亡的研究已经涉及到肿瘤生物学、发育生物学等方面。线粒体是真核细胞赖以生存的产能场所，而近十几年来发现线粒体是调控细胞的重要细胞器。1线

5、粒体与细胞凋亡目前发现细胞凋亡主要经过三条信号转导通路，一条是外源性通路，即由死亡受体及配体系统激发的凋亡信号下传，启动Caspase蛋白酶而引发细胞凋亡[1];另一通路称为内源性通路，细胞外的某些信号或细胞内DNA的损伤首先引起促凋亡的Bcl-2家族成员发生蛋白水解、脱磷酸化等修饰，由无活性状态变为活性状态，从而由胞浆向线粒体膜移位，使PTP打开、DYm降低等变化，细胞色素C等凋亡信号分子进入胞浆，发挥激活Caspase等的作用，从而导致凋亡的特征性改变[2]。；还有一条凋亡通路为内质网通路，其确切机制目前还不十分清楚。前两种

6、通路这两条通路最后都汇集于下游的效应Caspase，即凋亡蛋白酶Casapse的激活。活化Caspase在细胞中能切割400多种，如Laminas、信号分子如蛋白激酶、骨架蛋白、DNA修复酶以及包括调控mRNA剪切、DNA复制的功能蛋白。这些重要蛋白质的降解和核酸酶的激活最终导致细胞凋亡。2MPTP和DYm对细胞凋亡的作用线粒体通透性转运孔(mitochondrionpermeabilitytransitionpore，MPTP)是由位于线粒体外膜的电位依赖性阴离子通道(voltagedependentanionchannel，

7、VDAC)、线粒体内膜的腺苷酸移位酶(adeninenucleotidetranslocate，ANT)、线粒体基质的环孢菌素A结合蛋白D(cyclophilinD，CypD)及其他分子构成的一种复合结构，DYm的稳定有密切关系。MPTP是跨越线粒体外膜和内膜的通道，MPTP周期性开放，以维持线粒体内电化学平衡及稳定状态。多种因素对MPTP具有调节作用，pH下降、环孢菌素A、Mg2+、磷酸酯酶抑制剂等因素对MPTP的开放具有抑制作用，而pH升高、Ca2+、无机磷酸盐、过氧化物等因素对MPTP开放具有促进作用。正常情况下MPTP间

8、歇性开放，分子质量小于1.5ku的物质，如质子、Ca2+、谷胱甘肽等可选择性通过，这些物质对维持线粒体膜电位和Ca2+平衡具有重要作用。当MPTP持续开放时DYm降低甚至完全崩解，而DYm的崩解是细胞凋亡的特异性早期指标之一。线粒体基质的三羧酸循环酶系通过底物脱