三、細胞凋亡與疾病
細胞凋亡異常會造成許多嚴重的疾病。例如細胞過度凋亡可以是很多疾病的重要發病機製,如艾滋病、神經係統退化性疾病(老年性癡呆、帕金森症、肌萎縮性側索硬化、色素性視網膜炎和小腦退化症)、髓發育不全綜合征(惡性貧血)、缺血性損傷(心肌梗死、卒中和腎小管腎炎)及肝病(病毒性肝炎和乙醇中毒)等。正常細胞凋亡被抑製也可能是很多疾病重要的發病機製,如各種癌症(乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌及白血病)、自身免疫性疾病(係統性紅斑狼瘡、免疫性腎小球腎炎和淋巴組織增生性疾病)及病毒性疾病(腺病毒、皰疹病毒和痘病毒感染)等。
20世紀90年代以來,人們已認識到很多腫瘤的發生不僅與細胞增殖的快慢,而且與細胞凋亡的速率有關。大多數抗癌藥物,如拓撲異構酶抑製劑、烷化劑、抗代謝藥物和激素拮抗劑等都可在不同類型的癌細胞中誘導細胞凋亡。隨著細胞凋亡機製的闡明,人們可將細胞凋亡應用於疾病的防治,其在腫瘤治療中的應用前景已引起了人們的高度重視。
四、細胞凋亡相關基因及其表達調控
許多研究材料證實,多種基因參與了細胞凋亡的基因調控。1993年6月在意大利召開的細胞凋亡專題國際研討會上,將目前已分離到的與細胞凋亡有關的基因分為四大類:①死亡基因:直接參與誘導或抑製細胞死亡;②吞噬基因:參與凋亡小體的吞噬,並不導致細胞死亡;③核酸內切酶基因;④影響某些特殊類型細胞死亡的基因。
(一)細胞凋亡的誘導基因
1.癌基因c-mybsp;c-myc為細胞增殖調控的早期反應基因,編碼一種DNA結合的轉錄因子,其分子中有誘導凋亡活性的結構域與其他功能區域重疊,具有介導細胞增殖和誘導細胞凋亡的雙重作用。Myc蛋白給予細胞兩種選擇,即增殖或凋亡。細胞在Myc蛋白的作用下究竟出現哪種結果,取決於細胞接收的外來信號,如生長因子的存在與否等。Myc蛋白與致癌因素等附加存活的刺激同時存在時,細胞表現為增殖效應。若細胞同時接收了某些抑癌因素的刺激信號,如抑癌基因的激活、生長因子缺乏等,Myc蛋白則促進細胞發生凋亡。因此,c-myc對細胞增殖、分化以及死亡起著重要的調節作用。進一步的研究表明,c-myc引起的細胞效應具有細胞類型和刺激信號的特異性,在一定非瘤因子依賴性髓細胞和Rat-1成纖維細胞中,去除關鍵生長因子,c-myc的負調控表達可促進細胞凋亡,而在白血病細胞中,c-myc基因的負調控表達僅能增強白血病細胞對多種誘導凋亡刺激的易感性,並不能介導細胞的凋亡。
三、細胞凋亡與疾病
細胞凋亡異常會造成許多嚴重的疾病。例如細胞過度凋亡可以是很多疾病的重要發病機製,如艾滋病、神經係統退化性疾病(老年性癡呆、帕金森症、肌萎縮性側索硬化、色素性視網膜炎和小腦退化症)、髓發育不全綜合征(惡性貧血)、缺血性損傷(心肌梗死、卒中和腎小管腎炎)及肝病(病毒性肝炎和乙醇中毒)等。正常細胞凋亡被抑製也可能是很多疾病重要的發病機製,如各種癌症(乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌及白血病)、自身免疫性疾病(係統性紅斑狼瘡、免疫性腎小球腎炎和淋巴組織增生性疾病)及病毒性疾病(腺病毒、皰疹病毒和痘病毒感染)等。
20世紀90年代以來,人們已認識到很多腫瘤的發生不僅與細胞增殖的快慢,而且與細胞凋亡的速率有關。大多數抗癌藥物,如拓撲異構酶抑製劑、烷化劑、抗代謝藥物和激素拮抗劑等都可在不同類型的癌細胞中誘導細胞凋亡。隨著細胞凋亡機製的闡明,人們可將細胞凋亡應用於疾病的防治,其在腫瘤治療中的應用前景已引起了人們的高度重視。
四、細胞凋亡相關基因及其表達調控
許多研究材料證實,多種基因參與了細胞凋亡的基因調控。1993年6月在意大利召開的細胞凋亡專題國際研討會上,將目前已分離到的與細胞凋亡有關的基因分為四大類:①死亡基因:直接參與誘導或抑製細胞死亡;②吞噬基因:參與凋亡小體的吞噬,並不導致細胞死亡;③核酸內切酶基因;④影響某些特殊類型細胞死亡的基因。
(一)細胞凋亡的誘導基因
1.癌基因c-mybsp;c-myc為細胞增殖調控的早期反應基因,編碼一種DNA結合的轉錄因子,其分子中有誘導凋亡活性的結構域與其他功能區域重疊,具有介導細胞增殖和誘導細胞凋亡的雙重作用。Myc蛋白給予細胞兩種選擇,即增殖或凋亡。細胞在Myc蛋白的作用下究竟出現哪種結果,取決於細胞接收的外來信號,如生長因子的存在與否等。Myc蛋白與致癌因素等附加存活的刺激同時存在時,細胞表現為增殖效應。若細胞同時接收了某些抑癌因素的刺激信號,如抑癌基因的激活、生長因子缺乏等,Myc蛋白則促進細胞發生凋亡。因此,c-myc對細胞增殖、分化以及死亡起著重要的調節作用。進一步的研究表明,c-myc引起的細胞效應具有細胞類型和刺激信號的特異性,在一定非瘤因子依賴性髓細胞和Rat-1成纖維細胞中,去除關鍵生長因子,c-myc的負調控表達可促進細胞凋亡,而在白血病細胞中,c-myc基因的負調控表達僅能增強白血病細胞對多種誘導凋亡刺激的易感性,並不能介導細胞的凋亡。
2.野生型p53 作為一種抑癌基因,p53在人類大多數腫瘤中都存在著不同程度的缺失或突變。近來人們發現p53基因與細胞凋亡也有著密切的關係,野生型p53(wtp53)對細胞凋亡有促進作用,而突變型p53則作用相反。並非所有細胞的凋亡過程都必需wtp53,但wtp53對DNA損傷而誘發的細胞凋亡卻是必不可少的。當DNA受各種因素的影響發生損傷而又未能修複時,wtp53表達增強,並且活化那些誘導凋亡的基因轉錄,使細胞進入凋亡過程,細胞的凋亡與wtp53基因拷貝數呈正相關。wtp53表達增強誘發的凋亡不但出現於正常的組織中,還見於髓白血病細胞係、腸癌細胞等腫瘤中。