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Nature,PLoS两篇文章解析细胞凋亡

来源:生物通
摘要:细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。这种与细胞坏死不同,它不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。细胞凋亡几乎在所有组织中都出现,是正常发育和体内平衡的构成部分,对于细胞凋亡的研究有......

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细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。这种与细胞坏死不同,它不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。细胞凋亡几乎在所有组织中都出现,是正常发育和体内平衡的构成部分,对于细胞凋亡的研究有利于科学家们发现细胞生长,死亡的规律。

近期Nature,和PLoS杂志分别刊登了这一研究领域的两项重要研究成果:发现了凋亡细胞的识别途径,以及树突状细胞细菌,迅速实现细胞凋亡的机理。

在第一篇文章中,来自北卡罗来那大学医学院的研究人员发现凋亡细胞释放ATP  和  UTP,它们对表达P2Y2  ATP/UTP受体的吞噬细胞来说充当一种“找到我”信号及化学引诱剂。

细胞凋亡几乎在所有组织中都出现,是正常发育和体内平衡的构成部分。不过,即使在有较高细胞周转率的组织中,凋亡细胞也很少见;这种现象一直被归因于凋亡细胞具有这样一种能力:它们能够通过“找到我”信号的释放来表示自己的存在,从而招来吞噬细胞,立即启动清除过程。然而,凋亡细胞所释放的是哪种类型的“找到我”信号以及这些信号是怎样被吞噬细胞检测到的仍不清楚。在这篇论文中,研究人员发现凋亡细胞释放ATP  和  UTP,它们对表达P2Y2  ATP/UTP受体的吞噬细胞来说充当一种“找到我”信号及化学引诱剂。

第二篇文章中,耶鲁大学的研究人员发现了树突状细胞如何通过迅速实现细胞凋亡从而抑制嗜肺军团菌的生长。之前的研究表明,通过感应包括模式识别受体NAIP5(一种细胞凋亡抑制蛋白质,能够对细胞质中的细菌鞭毛蛋白作出响应)和1型半胱氨酸蛋白酶在内的炎症调节细胞的死亡,巨噬细胞限制了嗜肺军团菌的复制。然而,树突状细胞却能够忍受细胞凋亡,同时在被嗜肺军团菌感染而缺乏NAIP5或1型半胱氨酸蛋白酶的情况下控制细菌的生长,并且比在巨噬细胞中观察到的具有更快的动力学特征。

为了进一步研究这一问题,研究人员调查了NAIP5信号有缺陷的小鼠体内树突状细胞中的3型半胱氨酸蛋白酶——细胞凋亡的一种下游调节因子——受损后造成的影响。尽管在被传染两小时后,缺乏3型半胱氨酸蛋白酶的树突状细胞与NAIP5信号有缺陷但树突状细胞中3型半胱氨酸蛋白酶充足的小鼠表现出了类似的响应,但前者在被传染后10小时则表现出了更高的传染速度,以及较低的细胞凋亡水平。这一观测结果意味着由3型半胱氨酸蛋白酶决定的细胞凋亡路径对于诱导树突状细胞的死亡是重要的,并从而在传染后及早限制了病原体的复制。

3型半胱氨酸蛋白酶能够被细胞凋亡的内部(或线粒体)路径所激活,其中包括促进细胞凋亡蛋白质BAK和BAX。在被传染后,缺乏树突状细胞的BAK和BAX与野生型树突状细胞表现出了类似的细胞凋亡水平,这意味着由NAIP5决定的路径依然具有功能,并且补偿了BAK与BAX的损失。然而,缺乏BAX和缺乏BAK的树突状细胞却表现出了明显更低的细胞凋亡水平,并且在被一种鞭毛蛋白编码基因flaA产生突变(并因此无法诱发NAIP5的活化)的嗜肺军团菌感染后,支持了增加的细菌复制。因此,由NAIP5决定的路径和细胞内部路径是细胞凋亡的两个独立路径,它们都能够抑制嗜肺军团菌的复制。有趣的是,由flaA突变的嗜肺军团菌感染的树突状细胞导致的B细胞淋巴瘤2(BCL-2)——能够抵消BAX和BAK功效的一种促生存蛋白质——的过度生产限制了细胞凋亡,并因此导致了细胞内细菌复制的增加,从而确定了内部的细胞凋亡路径在这一过程中的重要性。

研究表明,两种细胞死亡路径能够防止细菌的复制,但与炎症调节路径相比,细胞凋亡的内部路径能够在传染的较早期开始运作。研究人员提出,对细胞凋亡的感应就像是一种天生的免疫机制,从而防止细菌在树突状细胞转移到淋巴组织期间发生传播。
作者: 2009-9-16
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