林 艷，黃榮桂

（福建醫(yī)科大學(xué) 第二臨床醫(yī)學(xué)院，福建 福州 362000）

細(xì)胞凋亡即程序化細(xì)胞死亡，是基因控制的細(xì)胞主動(dòng)死亡過程，是機(jī)體在生長、發(fā)育及維持內(nèi)部平衡過程中發(fā)生的正常細(xì)胞的生理性死亡現(xiàn)象。目前通過對(duì)系膜細(xì)胞凋亡的大量實(shí)驗(yàn)研究使人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了腎小球疾病的發(fā)病機(jī)制。許多凋亡基因參與了GMCs凋亡，以Bcl－2為代表的一組凋亡調(diào)節(jié)基因?qū)MCs凋亡的調(diào)節(jié)起著極為重要的作用。本文針對(duì)GMCs凋亡機(jī)制的研究，從凋亡基因Bcl－2家族對(duì)GMCs的影響進(jìn)行綜述。

1 細(xì)胞凋亡概述

1.1 形態(tài)學(xué)特征

在觀察凋亡細(xì)胞的形態(tài)學(xué)時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)最初為胞體皺縮變小，與鄰近健康細(xì)胞脫離；胞漿濃縮，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膨脹成空泡；核固縮、細(xì)胞排列緊密；染色質(zhì)聚集成致密的團(tuán)塊，繼而染色體密度增高、邊集，細(xì)胞突起及微絨毛消失，與周圍細(xì)胞發(fā)生分離，胞膜泡化，最終細(xì)胞崩解，釋放出被完整膜包裹的有核及細(xì)胞器的凋亡小體。

1.2 細(xì)胞凋亡的生化特征

1.2.1 DNA的片段化

細(xì)胞凋亡的一個(gè)較普遍現(xiàn)象是細(xì)胞染色體的DNA降解，細(xì)胞凋亡這種降解非常特異并有規(guī)律，所產(chǎn)生的不同長度的DNA片段約為180～200bp的整倍數(shù)，而這正好是纏繞組蛋白寡聚體的長度，提示染色體DNA恰好是在核小體與核小體的連接部位被切斷，產(chǎn)生不同長度的寡聚核小體片段，實(shí)驗(yàn)證明，這種DNA的有控降解是一種內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶作用的結(jié)果，該酶在核小體連接部位切斷染色體DNA，這種降解表現(xiàn)在瓊脂糖凝膠電泳中就呈現(xiàn)特異的梯狀Ladder圖譜，而壞死呈彌漫的連續(xù)圖譜。

1.2.2 大分子合成

細(xì)胞凋亡的生化改變不僅僅是DNA的有控降解，在細(xì)胞凋亡的過程中往往還有新的基因的表達(dá)和某些生物大分子的合成作為調(diào)控因子，催化DNA片段化的內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶、導(dǎo)致氨基酸殘基交聯(lián)的轉(zhuǎn)谷氨酸胺酶、介導(dǎo)信號(hào)傳遞的蛋白激酶C、金屬蛋白酶類等。

1.3 細(xì)胞凋亡的介導(dǎo)途徑

線粒體介導(dǎo)途徑，由于各種原因引起的DNA損傷可誘導(dǎo)線粒體介導(dǎo)凋亡途徑［2］。線粒體在凋亡中的作用包括：釋放半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶，激活因子如細(xì)胞色素C；線粒體跨膜電位的消失以及與Bcl－2家族蛋白促凋亡和抑制凋亡的功能等相關(guān)。另外還有死亡受體介導(dǎo)途徑。

2 Bcl－2家族

2.1 抗凋亡成員

抗凋亡成員有Bcl－2、Bcl－xL、Bcl－W 等生理狀態(tài)下，Bcl－2和Bcl－xl主要定位于線粒體外膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和核膜等［3］，部分Bcl－2和Bcl－xl分布于細(xì)胞漿中。但在細(xì)胞接受凋亡刺激后，Bcl－2和Bcl－xl均可被蛋白激酶磷酸化或經(jīng)死亡酶的催化裂解，受到磷酸化和蛋白質(zhì)水解等修飾后Bcl－2和Bcl－xl發(fā)揮抗凋亡功能。Bcl－2和Bcl－xL在線粒體外膜發(fā)揮作用，以維持膜的完整性。

2.2 促凋亡成員

促凋亡成員有Bax、Bak、Bok、Bad等；Bax是最早發(fā)現(xiàn)的促凋亡成員，Bax分子結(jié)構(gòu)中含有類似于抗凋亡成員的疏水C端，然而亞細(xì)胞分級(jí)和免疫組織化學(xué)實(shí)驗(yàn)均表明Bax在正常細(xì)胞中主要定位于細(xì)胞漿。絕大部分促凋亡成員分布于細(xì)胞漿中［4］少部分定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器。

2.3 Bcl－2家族蛋白之間相互作用機(jī)制

Bcl－2家族成員之間可形成同源二聚體或異源二聚體，構(gòu)成一個(gè)非常復(fù)雜的相互作用網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié)細(xì)胞死亡和存活信號(hào)的平衡狀態(tài)，是決定細(xì)胞存亡的關(guān)鍵?？沟蛲龀蓡TBcl－2和Bcl－xL在線粒體外膜它們通過線粒體途徑進(jìn)行細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)。促凋亡成員Bax和Bak通過破壞線粒體膜的完整性發(fā)揮作用。Bcl－2和bax可以獨(dú)立地調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡，無bax存在時(shí)，Bcl－2仍可以抑制凋亡，同時(shí)對(duì)細(xì)胞凋亡起到協(xié)同促進(jìn)作用。而無Bcl－2存在時(shí)，bax也可以促進(jìn)凋亡。為了保持細(xì)胞平衡，細(xì)胞凋亡的增高可以反饋性地促進(jìn)Bcl－2的表達(dá)。Bcl－2和Bax可通過形成同源或異源二聚體來調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡Bcl－2和Bax的比例決定細(xì)胞凋亡的敏感性，促進(jìn)凋亡的Bax在細(xì)胞內(nèi)超表達(dá)時(shí)，細(xì)胞對(duì)死亡信號(hào)的反應(yīng)增強(qiáng)，細(xì)胞凋亡增多。當(dāng)Bcl－2超表達(dá)時(shí)，它與Bax形成異源二聚體，死亡被抑制［5－6］。

3 Bcl－2家族與系膜細(xì)胞凋亡的關(guān)系

位于腎小球毛細(xì)血管小葉中心部位的腎小球系膜細(xì)胞，是腎小球中最活躍的固有細(xì)胞成分，腎小球系膜細(xì)胞增生是多種腎臟病的核心病理環(huán)節(jié)，是促進(jìn)腎小球硬化的主要因素，對(duì)腎小球疾病的進(jìn)展具有重要意義。AP為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因或其它一些因素調(diào)控的活組織細(xì)胞自我消亡的過程。這個(gè)過程貫穿于腎功能減退的腎小球疾病發(fā)生、發(fā)展的早期、中期、晚期，在原發(fā)性系膜增殖性腎小球腎炎的發(fā)生發(fā)展過程中起著重要作用［7］，Baker等［8］通過Thy1－1鼠模型研究證實(shí)，過度增生的系膜細(xì)胞可通過細(xì)胞凋亡得以清除，使腎小球的結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)正常。系膜細(xì)胞凋亡的調(diào)控因素中，Bcl－2、ICE基因倍受矚目，Bcl－2基因是原癌基因Bcl－2家族中目前最受關(guān)注的基因之一，對(duì)Bcl－2基因的研究將對(duì)人類控制細(xì)胞的生存或死亡具有重大的理論和實(shí)用意義［9］，其突出作用是抑制細(xì)胞凋亡。Bcl－2基因及其表達(dá)蛋白可抑制多種組織細(xì)胞的凋亡和延長細(xì)胞壽命，故將其稱為凋亡抑制過程。它不影響細(xì)胞增殖，但可抑制由多種細(xì)胞毒因素所引起的細(xì)胞死亡。凋亡的各種信號(hào)傳導(dǎo)途徑有一個(gè)共同的通路或交匯點(diǎn)，而該通路或交匯點(diǎn)受Bcl－2調(diào)節(jié)。Bcl－2可增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)大多數(shù)DNA損傷因子的抵抗性，但其本身不能抑制這些因素對(duì)細(xì)胞的損傷，也不能促進(jìn) DNA 修復(fù)［10－11］。當(dāng)Bcl－2基因表達(dá)上調(diào)細(xì)胞凋亡會(huì)延緩；當(dāng)Bcl－2基因表達(dá)下調(diào)時(shí)，細(xì)胞就會(huì)發(fā)生凋亡；研究證實(shí)，腎小球系膜細(xì)胞上有Bcl－2基因的表達(dá)，提示其在系膜細(xì)胞凋亡中起重要作用。Bcl－2在系膜區(qū)阻止了Mcs的死亡，促使Mcs增多，系膜基質(zhì)增加Bcl－2基因及其表達(dá)蛋白可抑制增多。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道在人類腎小球腎炎主要為增值性腎小球腎炎如IgA和狼瘡性腎炎（LN）中，患者GMCs存在凋亡。Bcl－2mRNA表達(dá)于腎小球內(nèi)，而Bcl－2蛋白主要表達(dá)于GMCs，且腎小球內(nèi)Bcl－2蛋白陽性細(xì)胞數(shù)與GMCs增殖程度，PCNA陽性細(xì)胞數(shù)和24h尿蛋白量呈正相關(guān)［12］，所以認(rèn)為由于Bcl－2表達(dá)上調(diào)導(dǎo)致GMCs增多參與了系膜增殖性腎炎的發(fā)生發(fā)展，并且誘導(dǎo)Bcl－2下調(diào)，可成功地造成大鼠GMCs凋亡［13］。Uda等通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)通過上調(diào)Bcl－2的表達(dá)可以促進(jìn)系膜增殖性腎炎的發(fā)生和發(fā)展；通過誘導(dǎo)Bcl－2的表達(dá)下調(diào)，可以造成腎小球系膜細(xì)胞的凋亡。所以，Bcl－2基因的調(diào)控在系膜增生性腎炎中起著決定性的作用。

4 結(jié)語

總之，人們通過對(duì)系膜細(xì)胞凋亡的大量實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了腎小球疾病的發(fā)病機(jī)制。許多基因和細(xì)胞因子參與了GMCs凋亡，其中最重要的就是Bcl－2家族調(diào)控。目前藥物對(duì)系膜細(xì)胞凋亡的干預(yù)研究也多集中于Bcl－2和Bax，雖然Bcl－2家族在GMCs凋亡中的作用得到廣泛承認(rèn)，但其中的具體機(jī)制還不是非常明了。弄清Bcl－2家族在GMCs凋亡的調(diào)節(jié)機(jī)制以及在疾病發(fā)展過程中的作用，有選擇性、可控制性地誘導(dǎo)多余的GMCs凋亡，同時(shí)對(duì)機(jī)體的正常細(xì)胞不產(chǎn)生或產(chǎn)生較小的副作用，對(duì)于治療系膜增生性的腎小球腎炎將起到重大突破作用。利用凋亡相關(guān)基因來治療疾病，結(jié)合靶向基因技術(shù)針對(duì)性地促進(jìn)病變細(xì)胞的凋亡，為臨床疾病治療提供新的思路。

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