细胞凋亡研究|细胞凋亡的引路者:Caspase家族

发布网友发布时间：2024-09-28 03:08

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热心网友时间：2024-10-12 06:17

Caspase家族的蛋白酶在细胞凋亡过程中起着关键作用，它们存在于细胞质中，能特异性地在靶蛋白的天冬氨酸残基处进行切割。在程序性细胞死亡、细胞凋亡、细胞焦亡和坏死性凋亡以及炎症反应中，Caspase家族扮演着重要角色。人类体内已鉴定出11种不同的Caspase，其中参与细胞凋亡的主要有启动Caspase（包括Caspase 8、9和10）和效应Caspase（包括Caspase 3、6和7）。

启动Caspase在细胞凋亡过程中被招募到特定复合体（如死亡诱导信号复合体DISC和凋亡小体）上，通过构象改变自我活化，开启细胞内的死亡程序。启动Caspase激活后，通过异源活化方式继续水解下游Caspase，放大凋亡信号，向下传递死亡信号。效应Caspase自身为无活性的同源二聚体，必须依赖启动Caspase才能发生活化。

细胞凋亡途径分为外源性和内源性两种。外源性途径中，细胞外死亡配体（如FasL/CD95L、TNF-α、TNF相关凋亡诱导配体）与跨膜死亡受体结合，形成DISC，激活Caspase 8和10，随后Caspase 8通过蛋白水解激活Caspase 3和7引发细胞凋亡。内源性途径中，Bax和Bak蛋白深入线粒体外膜，形成寡聚膜孔，使促凋亡因子从线粒体膜间隙释放，促凋亡因子细胞色素C与凋亡蛋白酶激活因子-1（Apaf-1）结合形成凋亡小体，导致Caspase 9二聚化并产生蛋白水解信号，激活Caspase 3和7引发细胞凋亡。这两种途径之间可能存在相互作用。

Caspase 1参与炎症反应，对细胞凋亡也有一定影响。研究发现，Caspase 1通过内源性凋亡途径影响BID切割下游的Caspase 3和凋亡小体，从而诱导gsdmd缺失巨噬细胞凋亡。在鼠伤寒沙门氏菌感染的巨噬细胞中，Caspase 1也被证明可以激活Caspase 7引发细胞凋亡。

综上所述，Caspase家族在细胞凋亡中起着至关重要的作用。Caspase基因和Caspase信号通路成分的突变会导致细胞凋亡异常，引发各种疾病。如何检测细胞凋亡以及检测原理是什么，将在下期文章中详细解答。

参考文献

[1] Van Opdenbosch, Nina., Lamkanfi, Mohamed. Caspases in Cell Death, Inflammation, and Disease. Immunity, 2019, 50(6):1352-1364.

[2] Horn, Sebastian., Hughes, Michelle A., Schilling, Ramon., Sticht, Carsten., Tenev, Tencho. Caspase-10 Negatively Regulates Caspase-8-Mediated Cell Death, Switching the Response to CD95L in Favor of NF-κB Activation and Cell Survival. Cell reports, 2017, 19(4):785-797.

[3] Kim-Campbell N , Gomez H , Bayir H .Cell Death Pathways: Apoptosis and Regulated Necrosis[J]. 2017.DOI:10.1016/B978-0-323-44942-7.00020-0.

[4] Tsuchiya, Kohsuke., Tsuchiya, Kohsuke., Nakajima, Shinsuke., Hosojima, Shoko., Thi Nguyen, Dinh. Caspase-1 initiates apoptosis in the absence of gasdermin D. Nature communications, 2019, 10(1):2091.

[5] Lamkanfi, Mohamed., Kanneganti, Thirumala-Devi., Van Damme, Petra., Vanden Berghe, Tom., Vanoverberghe, Isabel. Targeted peptidecentric proteomics reveals caspase-7 as a substrate of the caspase-1 inflammasomes. Molecular & cellular proteomics : MCP, 2008, 7(12):2350-63.