心力衰竭与细胞凋亡研究进展(2)
2.4 抑癌基因p53蛋白 p53基因是位于17号染色体短臂上的一个单拷贝基因,包含11个外显子和10个内含子。其mRNA 长2.5 kb,编码一个含有393个氨基酸的蛋白质,分子量为53 kD。p53是一个细胞内压力的感受器,内源性凋亡途径的关键激活因子。当细胞受损时,p53可抑制细胞生长或诱导细胞凋亡,对细胞凋亡过程起着重要调控作用。P53通过转录激活Bcl2家族中促凋亡的成员,抑制Bcl2蛋白,从而启动凋亡的发生。另外p53的靶标还包括Bax、Noxa、Puma和Bid等。P53调控凋亡的一个主要影响因子,是名为Puma的BH3蛋白。Toth等[9]研究发现在缺血时PLJMA的表达上调,而且在PUMA缺失的小鼠中,心肌梗死面积减小50%。
2.5 细胞色素C(Cytc)线粒体是调控细胞凋亡的中心 细胞色素C是线粒体释放的最重要的促凋亡因子之一,是线粒体凋亡途径的标志事件。在细胞凋亡过程中细胞色素C释放进入胞质,参与哺乳动物细胞凋亡信号转导。缺氧可致心肌细胞线粒体细胞色素C大量释放胞质中,caspase9基因表达增高并进一步导致caspase3激活,引发凋亡。细胞凋亡时,线粒体的通透性发生改变,膜电位下降,与此同时,细胞色素C会从线粒体膜上被释放到胞浆中。释放到细胞质的Cytc在脱氧腺苷三磷酸(dATP)存在的情况下,与凋亡蛋白酶活化因子(Apaf1)结合,形成多聚体,促使caspase前体蛋白与其结合为凋亡小体,其中主要是与caspase9前体蛋白结合,从而激活caspase9,被激活的caspase9又能激活caspase3,进而导致细胞发生凋亡[10]。
2.6 凋亡抑制蛋白(ARC) ARC是目前发现的唯一一个心脏特异表达的抗凋亡蛋白,可能是心脏发育过程中天然获得的具有心脏保护作用的蛋白。此蛋白可抑制多种因素诱导的心肌细胞凋亡,如缺氧、缺血/再灌注损伤、机械张力等。ARC发挥抗凋亡的作用是通过酪蛋白激酶CK2对其进行磷酸化而实现的[11]。ARC是心肌细胞中带有caspase富集功能域的凋亡抑制因子,ARC蛋白通过抑制心肌细胞的凋亡对心脏发挥保护作用,具有强大的抗凋亡作用,其不仅能够抑制Fas/caspase8及TNFR1受体活化诱导的细胞凋亡,并且通过与Bax的相互作用,抑制Bax活化的细胞凋亡线粒体通路,这表明ARC可同时抑制内源及外源性细胞凋亡途径。在ARC基因敲除小鼠缺血再灌注损伤实验中,ARC敲除小鼠心肌凋亡数量明显增加了2.5倍,体内Bax活性明显增高,证实内源性ARC是通过抑制Bax活性来发挥其心肌保护作用[12]。心力衰竭等心脏损伤过程中ARC蛋白的表达下调,促进心肌细胞凋亡的发生,这可能是心力衰竭发生的机制之一。
2.7 β3肾上腺能受体(β3AR) β3AR是存在心血管系统一种受体亚型,与心力衰竭关系密切。研究显示β3AR通过促进氧化应激,触发炎性反应,引发钙超载等诱发细胞凋亡。研究表明,心肌缺血损伤后,心肌细胞内钙离子超载,使得心肌收缩功能异常,最终导致细胞凋亡[13,14],而β3AR在心衰过程中通过调节钙离子流介导负性肌力作用。心力衰竭时β3AR上调激活心室肌细胞内NO合成酶,β3AR、NO、eNOS、钙通道通路是β3AR加重心力衰竭的主要途径[15]。
3 结 语
目前从细胞凋亡角度主要基于死亡受体通路、线粒体通路、内质网通路三条途径研究心力衰竭的发病机制,目前发现了诸多凋亡相关因子,如Fas/FasL、Caspases家族蛋白、Bcl2蛋白家族、抑癌基因p53蛋白、细胞色素C、凋亡抑制蛋白ARC、β3AR等。衰竭心脏中存在心肌细胞凋亡,心肌细胞凋亡是慢性心衰发病机制的重要部分。
研发抑制心肌细胞凋亡的新药,阻断、干预凋亡的各环节,为慢性心衰的预防和治疗提供新的途径和切入点。
参考文献:
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