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1 CIDEs的结构
CIDE蛋白可以被裂解为含有N端的CIDE-N区和含有C端的CIDE-C区（图1）。其N端与DFF45及DFF40（40kDa caspase-activated nuclease of DNA fragmentation factor）高度同源，是相互作用的结构域，CIDE-A、CIDE-B、FSP27与DFF45在N区的氨基酸同源性分别为39%、29%、38%。在细胞凋亡调控中，CIDEs可以通过与含有N端的其他蛋白相互作用而发挥作用。CIDE的C端为功能结构域，含有CIDE家族独有的同源物，能够发挥诱导细胞凋亡功能。CIDE-A、CIDE-B在C区与FSP27同源，其氨基酸同源性分别为54%、53%，但与DFF45无同源性 ［1］ 。
图1 CIDEs与DFF45、DFF40的分子结构
CIDE-N区含有75个氨基酸，其三维模型是一个螺旋的五股β片层和2个α螺旋构成α/β折叠结构，其N端与DFF40与DFF45的N端能够通过静电力相结合，形成CIDE-N/DFF-N复合物，调控下游凋亡的发生。研究发现CIDE-N区处于一种阴阳合一的状态—双极性表面处于中立状态，表面最大互补，CIDE-N区的结合表面具有高度极性，由两个相反的控制区构成，位于分子的同侧 ［3］ 。人类CIDE-A与鼠CIDE-A的氨基酸有83%的同源性;人类CIDE-B和鼠CIDE-B在氨基酸水平上也基本相同;CIDE-3是鼠FSP27在人类的同源物，其氨基酸有66%的同源性 ［4］ 。
1.1 CIDE-A CIDE-A的核苷酸序列有两个潜在的翻译起始位点，这两个位点之间相距51个核苷酸，分别翻译两种蛋白质，即含217个氨基酸的CIDE-A * 和含200个氨基酸的CIDE-A，二者基因序列几乎完全相同，只是后者缺少了N端的17个氨基酸。CIDE-A的C端的对于诱导细胞凋亡是非常必要的，而其N端则是DFF45抑制CIDE-A介导的细胞凋亡所必须的。 CIDE-A mRNA的分布具有组织特异性，含有1.3kb和1.0kb两个转录模板，前者在心脏中高表达，在骨骼肌、大脑、淋巴结、胸腺、阑尾和骨髓中低表达;后者在胎盘中低水平表达。此外，用CIDE-A mRNA探针还检测到一个0.7kb的转录模板在肾脏及心脏中表达。研究发现CIDE-A还可以在293T胎肾、MCF7乳腺癌和SHEP神经母细胞瘤细胞系中表达 ［1］ 。
1.2 CIDE-B CIDE-B定位于线粒体内，与CIDE家族其他成员形成异源二聚体和同源二聚体。系统删除分析（sys-tematic deletion analysis）显示，CIDE-B的C端决定其在线粒体上的定位以及二聚体形成。应用GFP分析可以检测出线粒体定位的最小区域，通过该实验研究发现，位于其C端166-195bp的30个氨基酸不仅是CIDE-B在线粒体上定位的必要结构，可以形成一个长的α螺旋，有助于CIDE-B嵌入线粒体膜，同时也是CIDE-B/CIDE-B相互作用形成二聚体所必须的结构，即二聚体接口和线粒体定位信号在同一位点;此外，CIDE-B C端166-195bp的上游和下游氨基酸序列还可以加强CIDE-B/CIDE-B作用的亲和力 ［5］ 。CIDE-B mRNA的分布具有组织特异性，CIDE-B中的1.3kb转录模板在肝脏和小肠中高表达，但在结肠和肾脏中低表达;CIDE-B的2.5kb转录模板在脾脏中低表达 ［1，6］ 。
1.3 CIDE-3 CIDE-3是CIDE家族中最新发现的成员，为鼠FSP27在人类的同源物。CIDE-3的N端与CIDE-A/B均有高度同源性，在细胞中也发挥诱导核固缩和DNA裂解的作用。 CIDE-3的基因位于人类3p25染色体的AC0077883基因克隆上，长约169kb，含延续13kb的六个外显子。实验证明CIDE-3基因存在选择性剪切，可以产生含6个外显子的长mRNA转录物（CIDE-3）和含5个外显子的短mRNA转录物（CIDE-3α）。CIDE-3由CIDE-3基因的全长开放读码框构成，含238个氨基酸。较短的转录物CIDE-3α是CIDE-3的选择剪切后形式，其基因缺乏外显子3，由外显子4作为转录起始位点，缺少CIDE-3N端的74个氨基酸。基因的选择性剪切并不影响CIDE-3α的细胞定位，CIDE-3α与CIDE-3细胞定位相同，但其凋亡诱导活性弱于CIDE-3。由此推测，CIDE-3基因的选择剪切产生不同的同源蛋白，可能是调节CIDE-3活性的一个机制。CIDE-3mRNA的分布具有组织特异性，CIDE-3的1.3kb转录模板主要在结肠、心脏、小肠、胃中表达，在脑、肾、肝中表达较低 ［6］ 。
1.4 FSP27 FSP27在鼠组织中表达，与CIDE-3高度同源。与CIDE-3不同，FSP27是脂肪细胞的特征性基因。FSP27与脂肪细胞的终止分化有关，其表达可被肿瘤坏死途径调控 ［1，6］ ，具体功能尚不清楚。
2 CIDEs参与细胞凋亡的具体机制
凋亡，是细胞程序化死亡的明显形态学形式，在生物进化发展和器官体内平衡上发挥重要作用，它也是许多疾病，如肿瘤、神经变性紊乱、自身免疫性疾病、病毒感染发病机理的关键因素。凋亡机制被一个在死亡细胞中激活的进化保留的基因程序控制，分为依赖caspase和不依赖caspase的两种。正常情况下DFF45伴随DFF40发挥抑制CIDE诱导的凋亡的作用，当有凋亡信号时，通过一系列反应（图2），caspase-3被激活，分解DFF45的C端，DFF45的N端与CIDE-B的N端结构相似，可通过静电力相互作用结合形成CIDE-N/DFF45-N复合物，从而使DFF40游离出来 ［3，7］ 。游离的DFF40在其N端发生折叠，N端结构域的EDG环通过这一折叠与自身C端上合成的结构域结合，由此构建成了具有DNase活性的活化DFF40 ［3］ 。活化的DFF40与核小体间的连接蛋白结合，作用于核小体连接部，直接消化DNA，引起DNA断裂 ［8～10］ 。
图2 CIDEs参与细胞凋亡的具体机制
使用caspase抑制物，不会影响CIDE-A介导的细胞凋亡，说明CIDE-A介导的细胞凋亡是非caspase依赖的。CIDE-A的表达可以加强由Fas和CLARP介导的细胞凋亡，而CLARP是与caspase-8反应的caspase类蛋白，参与CD95/Fas凋亡途径。CIDE-A、CIDE-B介导的细胞凋亡均可以被DFF45和Drosophila-1抑制 ［1］ 。除了CIDE家族的核酸内切酶，CIDE-B的线粒体定位和二聚体化也可以直接或间接的引起DNA消化、裂解。CIDE-B依靠线粒体定位，可能直接与线粒体上Bcl-2家族蛋白，如Bcl-2、Bcl-xL螯合，使这些抗凋亡蛋白失活，由此增强凋亡的发生;CIDE-B二聚体化可提高其在线粒体内的局部浓度，可能直接导致线粒体的改变，如线粒体膜电势改变、诱导活性氧产生、使线粒体释放诱导因子如cyt-c（c，cytochrome c）等等 ［5，15］ 。但最新研究发现，使用CIDE-B探针染色，未发现其在线粒体上着色，由此部分学者对CIDE-B在线粒体上的定位提出质疑，CIDE-B在线粒体上直接诱导细胞凋亡的机制也有待进一步证实 ［6］ 。在胸腺上皮细胞中，细胞外蛋白酶抑制剂基因的过度表达，可以诱导CIDE-A等诱导凋亡因子的表达 ［11］ ;在肥大细胞的细胞凋亡中，IL-4可以诱导CIDE-A等多种细胞生长抑制相关基因的表达 ［12］ 。在这些实验中，CIDEs都作为检测细胞凋亡发生的指标 ［11，12］ 。CIDEs一般不在鼠的肝脏组织中表达，添加过氧化物酶增殖物活化受体-α（PPARα）的配体，可观察到CIDEs mRNA在肝细胞中出现，但CIDEs的表达并不依赖PPARα，据此推测，PPARα可能在脂肪形成过程中上调，CIDEs的表达使肝脏获得脂肪细胞表型的同时也促进细胞凋亡 ［13］ 。CIDE-B覆盖在白三烯B4受体2（BLTR2）cDNA开放读码框架的反义链上，当两者同时表达时，其两条互补的mRNA可能相互杂交而抑制翻译的进行 ［14］ ，由此可见，在细胞凋亡过程中，CIDEs与许多细胞因子在不同的水平上相互作用。但CIDEs与细胞因子作用的具体机制及CIDEs在整个细胞凋亡网络中所处的地位尚不清楚，有待进一步研究。CIDE-B催化细胞凋亡的活性区域即CIDE-B的C端，可与HCV的NS2蛋白相互作用。NS2通过中和CIDE-B释放的cyt-c的方式阻断CIDE诱导细胞凋亡的途径，抑制CIDE-B诱导的细胞凋亡 ［15］ ，而HCV的感染常引发肝癌，由此推测，CIDE-B的抑制可能与肿瘤的发生有关。CIDE-3基因定位在3p25染色体上，该区与杂合性的丢失相关，在许多肿瘤组织中均发现该区存在较高的基因删除，推测CIDE-3的定位区域与肿瘤发生可能存在联系 ［6］ ，但CIDEs与肿瘤发生的内在联系及具体机制仍不清楚。
3 结语
CIDE家族作为诱导凋亡因子中的新成员，在诱导细胞凋亡过程中发挥重要作用，其研究的空间是非常广阔的，如CIDE家族各成员的在细胞中的具体分布、CIDE诱导细胞凋亡的精确分子机制、CIDEs在肿瘤发生等方面的研究，都尚待进一步深入，该研究对了解细胞凋亡的具体机制，进而对治疗肿瘤、解释老化都将起到积极的推动作用。
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作者单位:710032陕西西安第四军医大学学员旅
710032陕西西安第四军医大学西京医院病理科（ * 通讯作者）