296 内蒙古医学杂志Inner Mongo ̄a Med J 2014年第46卷第3期 细胞凋亡与阿尔茨海默病* 计德丽 ,李自如 ,郭力军。△ (1.内蒙古医科大学2011级研究生,内蒙古呼和浩特010059; 2.内蒙古自治区人民医院神经内科,内蒙古呼和浩特010017) [摘要]神经元丢失是阿尔茨海默病(AD)的主要病理改变之一,细胞凋亡在其中扮演重要角色。因此, 对神经元细胞凋亡机制的深入研究,对于AD的临床防治具有重要意义。 [关键词]阿尔茨海默病;细胞凋亡;机制 [中图分类号]R338.8[文献标识码]A[论文编号]1004—0951(2014)03—0296—03 Apoptosis and Mzheimer’S Disease JI De—li ▲,LI Zi—ru。,GUO Li—jun △ (1.Inner Mongolia Medical University Graduated of Class2011,Huhhot 010059 China; 2.Department ofNeurology,Inner Mongolia People,S Hospital,Huhhot 010017 China) [Abstract]Loss of neurons is one of the main pathological changes in Alzheimer’S disease(AD),in which apoptosis plays an important role.Therefore,in—depth studies of the apoptosis mechanism has important clinical significance for the prevention and treatment of AD. [Key words]alzheimer disease;apoptosis;mechanism AD的病理改变除经典的B一粉样蛋白(A )沉 积为核心的老年斑,神经原纤维缠结(Tau蛋白磷酸 化)外,还有突触丢失和神经元丢失,其中神经元丢 失是脑萎缩的形态学基础l1]。研究表明AD患者脑 中的神经细胞死亡是以凋亡的形式发生的。诸多因 素均可介导神经元细胞的凋亡。 1基因 或异源二聚体的形式存在,阻断Bcl一2的抗凋亡活 性 J。早期研究认为,Bcl一2/Bax比值决定细胞是 否能存活。Bel一2增加时,Bcl一2/Bax比值增加, Bcl一2同源二聚体升高,细胞趋于存活;而Bax增 加时,细胞趋于死亡。 C—iun和c—fos是细胞内即早反应基因(Im— mediate early genes,IEGs)。它们对细胞内外的各 多种基因产物的主动表达在AD神经元细胞凋 亡的发生过程中发挥作用,常见基因表达包括:Bcl 种刺激(炎症反应、自由基等)和DNA损伤反应为 表达增加。它们编码的蛋白,在核内起转录因子的 作用。C—jun和c—fos编码蛋白组成异源二聚体, 称为A P一1。A P一1作为一个重要的转录因子, 结合于DNA上诱导细胞凋亡。研究发现B一淀粉 样物质可使海马细胞表达的C—jun蛋白诱导其细 胞凋亡 。 2,Bax,Fas和Fas—L,C—fos和C—jun,caspase 基因等[ ,引。 研究发现,AD病人海马区Bcl一2表达降低可 促进海马神经元凋亡。Bel一2可能通过抑制氧化应 激、阻碍caspase激活、调节钙离子螯合作用和阻止 Bax/BAD的促凋亡效应等途径抑制多种因素诱发 的细胞凋亡[4 ;Bax可嵌入线粒体形成通道,使细 胞色素c溢出到胞浆,细胞色素C能活化caspase 级联反应,引起细胞凋亡_5 J。而且,Bax表达产物 能与Bcl一2一起形成一氨基二聚体,以同源二聚体 Fas基因编码的Fas蛋白与细胞凋亡密切相关, 在动物研究中发现随着神经细胞凋亡的增加,Fas 蛋白的表达明显增多。A B 25—35作用也可引起神 经细胞内Fas蛋白明显增多,进一步证实了Fas蛋 白参与了神经细胞的凋亡活动。其可能机制为Fas *[基金项目]内蒙古自治区科学技术厅科研项目(20070501) ▲在读硕士研究生 △[通讯作者]Email:guo ̄un819@sohu.com 内蒙古医学杂志Inner Mongolia Med J 2014年第46卷第3期 与Fas L结合后,Fas被激活,1使接头蛋白FADD/ MORT1结合到Fas上,并通过FADD的N末端的 死亡效应子结构域(DED)结合caspase一8,促进cas— Pase一8活化,后者进一步激活caspase一3启动凋亡 级联反应至细胞凋亡-8 J。 1994年,Sells等采用示差杂交法从凋亡的前列 腺癌细胞中分离出一种prostate apoptosis response (par)基因[引。其中par一4基因编码的Par一4蛋白 与细胞凋亡的关系最为密切。近年的研究发现,Par 一4与神经元凋亡关系密切。其可能机制为:(1)通 过LZ区与调节凋亡的蛋白质分子如PKCF、Bcl一2 及NF—JB信号传导途径中的成分等相互作用,进 而影响细胞凋亡;(2)与一些细胞死亡信号传导分子 如Fas、FasL、TRADD、FADD、TNF受体相互作用, 激活caspase一8,促进细胞凋亡;(3)下调淋巴细胞 Ciapl、XIAP及活化caspase一6、caspase一7、caspase 一9等阻止caspase一3的灭活,从而增加细胞凋 亡[ 。。。 一系列研究表明Caspase介导的细胞凋亡是经 过周密策划和程序化,并主要起执行作用_1 。Cas— pase在细胞凋亡发生中的作用主要有3个:(1)可灭 活细胞凋亡发生的抑制物;(2)可直接破坏裂解细胞 结构;(3)调节蛋白丧失功能,Caspase可作用于几种 与细胞骨架调节有关的酶或蛋白,改变细胞结构; (4)Caspase还能灭活或下调与DNA修复有关的酶、 mRNA剪切蛋白和DNA交联蛋白。由于DNA的 作用,这些蛋白功能被抑制,使细胞的增殖与复制受 阻并发生凋亡Ll引。 2 AB Forloni在1993年首次提出细胞凋亡发生在 AD的观点,AB可使培养的神经元以凋亡的形式死 亡。可能通过以下途径(1):改变Bcl一2/Bax比值, 同时激活caspase一3,后者引发级联放大反应,促 进活性氧(ROS)聚集,损伤细胞n引。(2)AB的生物 学活性片段A J3 25—35通过细胞外磷脂激酶A2依 赖的信号调节途径刺激ROS产物的生成,后者损伤 细胞器和细胞骨架,最终导致细胞死亡_1 。A G 25 —35还可能通过影响PI 3 K/Akt信号通路导致细 胞损伤。(3)激活脑内小胶质细胞,释放肿瘤坏死 因子(TNF—A)和其他细胞毒性因子 引。(4)通 过晚期糖基化终末产物(RAGE)受体调节自由基 产物,或通过p75神经营养因子受体介导细胞凋 亡 引。(5)AB在神经元内沉积的过程中,p5基因被 激活,表达增加,诱导神经元凋亡。(6)激活糖原合 成激酶3I3,进而导致细胞功能与代谢紊乱的恶性循 环。(7)诱导Tau蛋白磷酸化,从而破坏微管的稳 定性,损伤轴突转运,最后引起神经元死亡u 。 297 3 tau蛋白 一些tau片段在细胞中表达可促进细胞凋亡。 包括taul一391和taul一422,tau蛋白Asp 421位点 是个关键点,随着tau片段向C端延伸,tau蛋白的 促凋亡作用丧失_1 。一些学者提出假设:tau蛋白 可能是AD及相关tau蛋白疾病神经细胞毒性循环 的一部分。在这一循环中,tau蛋白不仅是蛋白酶的 底物,可以被阀下的促凋亡刺激激活的蛋白酶切割, 同时它也可以通过由这些蛋白酶作用所产生的片段 来诱导凋亡,这种tau蛋白参与的正反馈细胞内毒 性循环,类似于在AD患者中观察到的细胞外循环, 即淀粉样前体蛋白(App)被caspase一3切割产生毒 性片段反过来诱导细胞凋亡_1 s-。 4内质网 内质网具有多种功能,包括蛋白质的合成、修 饰、折叠和亚基的组合等。缺氧、缺血、自由基蓄积 和钙失衡等各种刺激都可能引起内质网功能障碍, 导致ERS,ERS使GRP 78表达增加,激活未折叠蛋 白反应,使蛋白折叠能力提高、蛋白合成抑制以适应 应激,但是长时间过强的内质网应激则启动细胞凋 亡[1 。内质网应激反应性细胞凋亡是不同于受体 介导或经线粒体介导的一种新的细胞凋亡途径_2。。。 Caspase一12作为凋亡起始因子发挥了关键作用。 Caspase一12酶原位于内质网膜侧,正常情况下以前 体形式存在,在膜受体或线粒体凋亡途径中不被活 化,仅特异性地被ERS信号通路裂解激活,活化后 激活其下游的Caspase一9,进一步激活细胞凋亡的 执行分子Caspase一3,从而导致细胞凋亡[21 J。 5展望 综上所述,AD神经元凋亡的发生是多种因素 相互影响、相互促进的结果,凋亡过程的详细机制尚 不完全清楚,已经成为众多学者研究的热点,目前已 经确定细胞凋亡的过程实际上是Caspase不可逆有 限水解底物的级联放大反应过程,已发现至少14种 Caspase,Caspase引起上述细胞凋亡相关变化的全过 程尚不完全清楚。我们坚信,随着研究的深入,将进 一步阐明AD的发病机制,为其新的治疗靶点提供 进一步的临床依据。 [参考文献] [1]贾建平.神经病学[M].北京:人民卫生出版社,2011. 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