现代生物学基础之细胞凋亡

目前，死亡受体信号途径、线粒体途径以及内质网应激（ERS）是细胞凋亡的三大途径。其中，ERS途径是一种新的途径。内质网是细胞内调控蛋白合成、折叠和钙稳态的重要细胞器，对环境变化十分敏感。钙稳态失衡、胆固醇超负荷等理化改变均可导致内质网功能紊乱，导致未折叠或错误折叠的蛋白质在内质网腔内蓄积，进而引起内质网应激。PERK、ATF6和IRE1是未折叠蛋白信号系统主要的三条信号途径。早期ERS通过激活未折叠蛋白反应使细胞内蛋白质合成暂停、恢复内质网稳态，起到保护细胞作用。在ERS的诱导因素持续存在的情况下，ERS持续进行，并会触发C/EBP同源蛋白（CHOP/GADD153）等通路诱导细胞凋亡。研究发现巨噬细胞的凋亡在AS的进展期尤其是晚期，对维持斑块的稳定性中起重要的作用。王英研究发现经化瘀祛痰方预处理24小时的RAW 264.7巨噬细胞发生凋亡的细胞数明显减少，且呈剂量依赖性。表明化瘀祛痰方对ox-LDL诱导的巨噬细胞损伤具有保护作用。ATF6是ERS途径重要的分子之一。正常情况下主要存在于胞质中。当ERS状态时，ATF6激活，转位到细胞核中，部分作为转录因子与内质网应激反应元件结合（ESRE）编码产生更多的内质网分子伴侣，从而提高内质网内相应信号蛋白的折叠能力。此外，ox-LDL作用巨噬细胞24小时后，ATF6由胞浆转入细胞核内，而化瘀祛痰方含药血清各组，发生核转位的程度减轻，呈现剂量依赖方式。表明化瘀祛痰方可能是通过抑制ATF6的激活而发挥其保护巨噬细胞的作用。CHOP是内质网应激特有的一个转录因子，正常情况下含量很低，主要存在胞质中；细胞应激状态下，表达量会增加。本研究的结果也发现ox-LDL诱导CHOP蛋白表达升高，化瘀祛痰方含药血清可以明显抑制CHOP蛋白表达，表明化瘀祛痰方可能是通过抑制CHOP蛋白表达而抑制巨噬细胞凋亡。Bcl-2是一种抗凋亡蛋白。本研究的结果也发现ox-LDL损伤RAW 264.7巨噬细胞Bcl-2蛋白的表达下降，而化瘀祛痰方增加Bcl-2蛋白的表达，呈剂量依赖方式。表明化瘀祛痰方含药血清可以通过上调Bcl-2蛋白表达而发挥抑制RAW 264.7巨噬细胞凋亡的作用。结论：化瘀祛痰方含药血清可抑制ox-LDL所诱导的RAW264.7巨噬细胞凋亡，其机制可能与抑制内质网应激相关蛋白ATF6的激活以及CHOP蛋白表达，促进Bcl-2蛋白表达有关。程岩岩通过建立AS巴马小型猪模型，发现模型组巴马小型猪心肌Bax表达明显升高，而Bcl-2表达明显降低，Cyto C、Caspase3在心肌表达明显增加，说明脾虚痰浊AS可以降低Bcl-2/Bax的比值从而诱导细胞色素C从线粒体中的释放，激活Caspase3，诱导心肌细胞的凋亡。而健脾化痰祛瘀方治疗的脾虚痰浊AS巴马小型猪心肌细胞Bax表达明显减低，而Bcl-2表达明显升高，Cyto C表达显著减低，Caspase3在心肌表达明显减少，说明健脾化痰祛瘀法可以提高Bcl-2/Bax的比值从而抑制细胞色素C从线粒体中的释放，抑制Caspase3的生成，抑制心肌细胞的凋亡。结论：健脾化痰祛瘀法可以减少脾虚痰浊AS巴马小型猪心肌细胞Bax、Cyto C，Caspase3表达，增加Bcl-2的表达，进而改善心肌细胞凋亡水平。刘玲通过制造心肌缺血再灌注损伤大鼠模型，探讨调脾护心方对心肌缺血再灌注损伤的保护作用及机制，得出：调脾护心方可明显降低大鼠血清磷酸肌酸激酶同工酶、肌钙蛋白Ⅰ、乳酸脱氢酶含量，延缓心肌发生缺血再灌注损伤；可改善心肌病理学变化，保护心肌细胞；可上调PI3K、Akt蛋白的表达，抑制细胞凋亡；可降低Bax mRNA的含量，升高Bcl-2 mRNA的含量，抑制心肌细胞凋亡；调脾护心方预处理对MIRI具有保护作用，具体机制可能与其激活PI3K/Akt信号通路参与调控凋亡基因抑制细胞凋亡有关。唐冰镕采用线栓法制备神经功能缺损模型探讨从脾论治脑病的机制。结果：健脾益气方可以改善大鼠神经功能缺损情况，促进神经功能的恢复，减少神经细胞损伤；健脾益气方上调细胞外基质Fibulin-5的表达，减少Caspase-3蛋白表达，增加P-Akt、P-BAD、Bcl-2蛋白表达，降低凋亡指数AI。结论：健脾益气方可能通过稳定神经元细胞外基质，从而抑制细胞发生凋亡，起到保护脑缺血损伤的作用。