细胞凋亡的生物化学研究

细胞凋亡的生物化学研究

 

    1980年，Wyllie率先报道了凋亡细胞 DNA的有序降解。凋亡早期，内源性核酸内切酶(endonuclease)活化后剪切染色质DNA。DNA的有序降解表现为形成180―200bP整数倍的寡聚核甘酸片段，在琼脂糖电泳中产生经典的“梯形条带”。染色质DNA的断裂多为单链断裂，断裂的位置大部分位于核小体之间的连接部位，因此容易造成核小体之间散布一系列的单链切口，这也是后来被应用于原位末端标记技术进行凋亡检测的理论依据。而染色质DNA断片可以被胞膜所包裹而形成凋亡小体，用吖啶橙(AO)和溴化乙啶(EB)双染色后，在荧光显微镜下清晰可辨。   

 

    细胞凋亡是基因主动调控的过程，涉及基因及其蛋白质产物的激活。除了核酸内切酶的活化，Ca²⁺ 浓度的升高也是凋亡的一大特征。细胞凋亡的早期化学变化之一便是细胞内快速、持续的Ca²⁺ 浓度增高。内质网是细胞内的Ca²⁺ 储存库，内质网和线粒体共同调控细胞内Ca²⁺ 循环。正常情况下，Ca²⁺ 从内质网释放，被线粒体摄取，从而维持胞内Ca²⁺ 浓度的稳定。凋亡发生时线粒体膜电势降低，Ca²⁺ 摄人减少而内质网中的Ca²⁺ 仍然释放到胞质中，从而引起细胞内Caz+浓度升高。近来的研究发现，该离子流的调控与凋亡相关基因Bcl―2家族有关。Bcl―2最初被发现位于线粒体表面，现已发现该家族成员也可以在内质网表面，并调控内质网和线粒体间的Ca²⁺ 流，对凋亡的产生和发展起重要的作用。在乳腺癌MF7细胞模型中发现，Bcl―2可以介导Ca²⁺ 从内质网的释放。缺乏Bax／Bad的鼠胚胎纤维细胞内质网中Ca²⁺ 静息浓度偏低，导致Ca²⁺ 从内质网释放后被线粒体的摄取程度降低。在细胞凋亡时，Ca²⁺ 从内质网释放却不能被线粒体摄取，从而造成胞内Ca²⁺ 浓度升高。

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