脑缺血与凋亡相关基因的变化毕业论文

　　脑缺血与凋亡相关基因的变化

　　曹阳

　　广州市红10字会医院

　　1般认为,脑损伤引起的急性期神经元死亡是以坏死为主,而继发死亡或迟发死亡则以凋亡为主,

　　大约有50%的细胞死亡是由凋亡引起.前者发生在缺血后早期的中心区,后者多发生在缺血后的半影

　　区.细胞的凋亡与坏死其本质区别在于凋亡是1种主动死亡过程,伴随基因转录和蛋白质合成,特征

　　性变化是DNA的寡核小体间裂解,在凝胶电泳时呈现特征性的"DNA梯".细胞凋亡的形态学特点是

　　细胞核染色质固缩,细胞膜发泡,细胞器紧缩,凋亡小体形成与呈现"DNA阶梯"电泳图谱.

　　细胞凋亡是机体在内外环境刺激下,启动自身机制,由基因调控的细胞死亡过程,需新的mRNA

　　表达和蛋白质合成过程.细胞凋亡是1个瀑布式基因表达过程,许多基因包括原癌基因与抑癌基因均

　　参与细胞凋亡的调控,细胞凋亡过程中涉及某些基因的活化,并且受基因密码的调控,因此有人将此

　　种由遗传因素决定的细胞凋亡的基因称为"凋亡基因".

　　研究资料显示在脑缺血损伤中,神经元凋亡受到1系列基因的调控,脑缺血后有多种基因表达,

　　并编码蛋白质产物介导凋亡的调控,包括促进凋亡的Bax,Bcl-xS,Caspases家族,NFκB,P53,Fas/Fasl

　　等,以及抑制凋亡的Bcl-2,Bcl-xL,HSP,cFos,sFas等等.

　　2,研究较多的凋亡相关基因家族

　　1 半胱天冬酶Caspases家族

　　半胱天冬酶Caspases家族属于半胱氨酸蛋白酶家族.目前研究较明确的Caspase家族成员有10

　　余个.主要分为2大类,1是调控细胞因子成熟,诱导炎症反应的白介素-1转换酶(interleukin-1

　　cinverting enzyme)家族,如Caspase-1,4,5,11,12及14,等,另1类是直接参与凋亡的Caspase-2,

　　3,6,7,8,9等.进1步可以分为起始 Caspases(initiator caspases)和效应Caspases(effector Caspases),

　　起始 Caspases有1个较长的前区,与位于跨膜和胞内触发凋亡的蛋白质的死亡结构域(the death

　　domains,DDs)起反应,并通过这1反应将1系列凋亡前刺激物激活,并使之具有蛋白分解活性;而

　　效应Caspases有1个短的前区,直接参与细胞内底物分裂,导致凋亡细胞形态学和生化特征改变.大

　　量证据表明脑缺血可以激活Caspases.神经元发生凋亡时Caspase-9被激活,并将 procaspase-3裂解,

　　产生具活性Caspase-3,进而酶解切割特异性底物PRAP [poly (ADP-ribose) polymerase],DNA依赖性

　　蛋白激酶(DNA-PK),类固醇调控元件结合蛋白(SREPB)等.许多研究表明,Caspase-3是关键蛋

　　白酶,处于级联反应的核心位置并发挥重要作用,被称为死亡蛋白酶.在实验性大鼠短暂性半球和全

　　脑缺血模型中,在神经细胞死亡之前就可以观察到Caspase-3 mRNA的上调和蛋白质激活,尤其是海

　　马和尾状核部位.

　　研究报道大鼠短暂全脑缺血可导致Caspase-3介导的ICAD(inhibitor of caspase-activated

　　deoxyribonu- clease)的分裂,产生CAD(caspase-activated deoxyribonuclease),进而DNA被CAD降

　　解,产生凋亡.相关报道大鼠短暂MCAO时,DNA酶活性可被具有抑制 Caspase-3活性的类似物所

　　抑制.研究表明持续性局灶性脑缺血,可有Caspase前体(Caspase-3,6,8)的mRNA和蛋白质水平

　　的增加,以及Caspase-3,8激活和PARP的分裂.大鼠脑室内注射选择性Caspase阻滞剂2-DEVD-fmk

　　后,可减少细胞凋亡,具有神经保护作用.这表明 Caspase-3是促进脑缺血后神经元凋亡的1个重要

　　因素.另有报道动脉血栓栓塞性脑卒中患者发病数小时内,procaspase-3的水平有增加,但活性

　　Caspase-3和PARP碎片并未有明显增加.在患者发生心脏缺血再灌注几天后,在部分神经元细胞内可

　　以检测到Caspase-3和89-kD的PARP分裂产物,表明Caspase-3可以导致神经元的迟发性死亡.

　　2 Bcl-2基因家族

　　Bcl-2 是从滤泡性淋巴细胞瘤中分离出来的1种癌基因.Bcl-2 家族可以分为3组.第1组包括

　　中华麻醉在线 http://www.csaol.cn 2007年9月

　　Bcl-2,Bcl-xL,A1/Bfl1,Boo/Diva,Bcl-w,Mcl-1及Nrf-3,均含有4个与 Bcl-2相同的区域(BH1-4),

　　即含有1个疏水的C末端,通过它与内质网,核膜及线粒体外膜相连.第2和第3组则是凋亡前体(pro-

　　apoptotic),第2组C末端或者是缺乏BH4区 (Bax,Bak,Bok/Mtd)或者是具有BH4区,但缺乏BH1