陳敏聰 王建琴

半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶8在某些皮膚病的研究進(jìn)展

陳敏聰 王建琴

半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶8與死亡受體介導(dǎo)的凋亡密切相關(guān)。近年來，對(duì)半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶8參與凋亡機(jī)制的研究取得了一些進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶8除凋亡以外的其他生物學(xué)功能，如參與T細(xì)胞增殖和免疫應(yīng)答、細(xì)胞黏附/遷移、血管內(nèi)皮形成等。作為Fas凋亡途徑關(guān)鍵的啟動(dòng)者，半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶8與皮膚損傷修復(fù)、瘢痕形成、扁平苔蘚等密切相關(guān)，并在抗炎中發(fā)揮一定作用。

皮膚疾?。话腚装彼崽於彼岬鞍酌?；細(xì)胞凋亡

半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶 8（Caspase8）是Caspase家族中關(guān)鍵的啟動(dòng)型Caspase。Caspase家族主要包括，啟動(dòng)型 Caspase（包括 2、8、9、10）：通過自身活化啟動(dòng)凋亡并調(diào)節(jié)效應(yīng)型Caspase。效應(yīng)型Caspase（包括 3、6、7）：能分解蛋白，執(zhí)行凋亡和炎癥型 Caspase（包括 1、4、5等）。目前認(rèn)為，Caspase8 和Caspase3在Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)中處于核心地位，是細(xì)胞凋亡發(fā)生的關(guān)鍵步驟及一切凋亡信號(hào)傳導(dǎo)的共同通路。

1 Caspase8的結(jié)構(gòu)及分布

Caspase8的編碼基因CASP8及Caspase10基因CASP10共同位于染色體2q33-34中。Caspase8分為前結(jié)構(gòu)域、大亞基、小亞基3部分，并以無活性的酶原形式廣泛存在于成人及除胎腦外的各種組織的線粒體內(nèi)，少量存在于胞質(zhì)及胞核，在外周血白細(xì)胞的水平較高。Caspase8前體相對(duì)分子質(zhì)量約為55 000，其N端有2個(gè)70aa左右的結(jié)構(gòu)域，與Fas相關(guān)死亡域蛋白（FADD）的N端的死亡效應(yīng)結(jié)構(gòu)域同源，這種同源的結(jié)構(gòu)域可以相互聚合，使Caspase8前體能與FADD相互結(jié)合。

2 Caspase8的生物學(xué)功能

2.1 參與細(xì)胞凋亡：Caspase8是死亡受體介導(dǎo)的外源性凋亡途徑關(guān)鍵的啟動(dòng)型Caspase。在外源性凋亡途徑中，首先是Caspase8前體的大小亞基分離，然后大亞基與前結(jié)構(gòu)域分離，最后兩個(gè)大亞基和兩個(gè)小亞基結(jié)合形成四聚體，再從死亡誘導(dǎo)信號(hào)復(fù)合體進(jìn)入胞質(zhì)，活化后的Caspase8進(jìn)一步水解其下游的同源酶，如Caspase6、Caspase7等，最后激活其效應(yīng)物Caspase3并產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)。

活化的Caspase8也可能啟動(dòng)內(nèi)源性凋亡途徑。在內(nèi)源性凋亡途徑中，細(xì)胞內(nèi)的死亡信號(hào)誘導(dǎo)線粒體膜通透性改變，跨膜電位丟失，并釋放多種蛋白因子，繼而胞質(zhì)內(nèi)凋亡蛋白酶活化因子1、細(xì)胞色素C和Caspase9形成凋亡體，活化的Caspase9切割Caspase3，最終細(xì)胞死亡。通常情況下，Bcl-2家族中的BID以非活化形式存在于細(xì)胞質(zhì)，BID 能被活化后的 Caspase-8 剪切成tBID［1］，轉(zhuǎn)移并定位于線粒體，其C-端能使線粒體釋放細(xì)胞色素C，進(jìn)而啟動(dòng)內(nèi)源性凋亡途徑。由此可以說明，外源性途徑能間接作用于內(nèi)源性途徑，有效放大凋亡信號(hào)。

2.2 參與T細(xì)胞增殖和免疫應(yīng)答：研究表明，Caspase8在淋巴細(xì)胞對(duì)外界抗原刺激引起的反應(yīng)性增殖中發(fā)揮重要的作用。Fas信號(hào)通路的功能被限制在誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞死亡和外周免疫耐受上。這種功能的缺陷會(huì)導(dǎo)致淋巴細(xì)胞的凋亡缺陷，從而產(chǎn)生自身免疫性淋巴細(xì)胞增多綜合征（ALPS）。部分ALPS患者由于Caspase8缺陷，引起淋巴細(xì)胞活化障礙，從而表現(xiàn)出典型的臨床癥狀［2］。Salmena 等［3］發(fā)現(xiàn)，T細(xì)胞系缺失Caspase8的小鼠表現(xiàn)出嚴(yán)重的T細(xì)胞增殖以及對(duì)病毒感染的免疫應(yīng)答障礙。此外，有學(xué)者還驗(yàn)證了Caspase8參與抗原受體誘導(dǎo)的核因子（NF）κB活化，NF-κB活化是在淋巴細(xì)胞增殖及在免疫反應(yīng)產(chǎn)生中的關(guān)鍵信號(hào)事件［4］。Caspase8通過NK-κB下游通路的抗原受體在信號(hào)傳導(dǎo)中發(fā)揮作用。

2.3 參與細(xì)胞遷移/黏附：研究發(fā)現(xiàn)，Caspase8前體在決定細(xì)胞遷移還是黏附上起著重要的作用，這種作用是通過Src的磷酸化來限制Caspase8前體轉(zhuǎn)變成Caspase8控制的［5］。決定細(xì)胞凋亡還是遷移，大體上，由一種分子開關(guān)控制。研究表明，Caspase8可能掌握著一個(gè)與此相關(guān)的“輔助效應(yīng)”的分子開關(guān)。在細(xì)胞的遷移過程中，Caspase8前體與磷脂酰肌醇-3-OH蛋白酶調(diào)節(jié)亞基p85α及c-Src相互作用，通過細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白酶信號(hào)傳導(dǎo)。

2.4 參與血管內(nèi)皮形成：隨著研究的深入，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，Caspase8還具有其他非凋亡的生物學(xué)功能。Kang等［6］發(fā)現(xiàn)，在小鼠胚胎發(fā)育過程中，Caspase8表達(dá)的缺失會(huì)導(dǎo)致血管及神經(jīng)管缺陷并死亡。

3 Caspase8與疾病的關(guān)系

3.1 腫瘤：研究發(fā)現(xiàn)，CASP8由于其甲基化、基因突變等原因引起Caspase8表達(dá)的缺失，與成神經(jīng)細(xì)胞瘤、原始神經(jīng)外胚層腫瘤、小細(xì)胞肺癌等腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。許多腫瘤之所以能在短時(shí)間內(nèi)迅速出現(xiàn)或增大，可能是因?yàn)殚L期缺少一種合適的微環(huán)境，導(dǎo)致Caspase8在這些腫瘤中不能耐受。很多發(fā)展中的腫瘤會(huì)表達(dá)致癌活性，如表達(dá)超生理量的Caspase抑制劑，或者激活可以抑制Caspase8活性的生長因子受體和Src蛋白酶。

盡管如此，但許多常見腫瘤類型中仍然維持著或者上調(diào)表達(dá)量。事實(shí)上，Caspase8在很多上皮來源的腫瘤組織中表達(dá)并缺失［7］。如，在結(jié)腸癌多期發(fā)展的過程中很少有Caspase8表達(dá)的缺失。人類蛋白質(zhì)組學(xué)計(jì)劃研究了Caspase8在人體常見腫瘤及其對(duì)應(yīng)的正常組織中的表達(dá)量［8］，結(jié)果表明，Caspase8在腎臟、前列腺、肺、結(jié)腸、乳腺等器官的腫瘤組織的表達(dá)量較正常組織減少，而在宮頸、胰腺、肝臟等器官中，卻得到了相反的結(jié)果。

在非黑素瘤的皮膚腫瘤中，學(xué)者比較了不同分化類型的角質(zhì)形成細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)，Caspase8在皮膚基底細(xì)胞癌和皮膚鱗狀細(xì)胞癌的表達(dá)顯著高于正常皮膚，推測可能的機(jī)制為Caspase8介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡異?；蚰[瘤細(xì)胞的免疫逃逸［9］。

3.2 皮膚?。涸诮邮芨邉┝恐胁ㄗ贤饩€（UVB）照射后，細(xì)胞往往會(huì)產(chǎn)生凋亡。Xu等［10］探討了在UVB引起細(xì)胞凋亡與Caspase8、Caspase3活性的關(guān)系。他們發(fā)現(xiàn)，在UVB誘導(dǎo)的皮膚成纖維細(xì)胞凋亡中，Caspase8、Caspase3的活性呈時(shí)間依賴性遞增，而作為酶作用底物的波形蛋白表達(dá)量也隨UVB照射時(shí)間延長而增加。當(dāng)Caspase8的活性減弱時(shí)，UVB介導(dǎo)的Caspase3凋亡被抑制；Caspase3活性受到抑制時(shí)，細(xì)胞凋亡及Caspase8的活性也受到抑制。該研究提示，Caspase8、Caspase3參與了UVB介導(dǎo)的皮膚成纖維細(xì)胞的凋亡，Caspase8和Caspase3在這個(gè)過程中是相互作用的，為解決急性光損傷和改善UVB引起的皮膚光老化提供了新的思路。有研究發(fā)現(xiàn)，Caspase8在口腔扁平苔蘚皮損中的角質(zhì)形成細(xì)胞和浸潤的淋巴細(xì)胞中大量表達(dá)，推測Caspase8介導(dǎo)的死亡受體凋亡途徑可能參與KC的凋亡過程，致使基底細(xì)胞液化變性，產(chǎn)生扁平苔蘚的病理變化［11］。

Caspase8還與皮膚的其他損傷有關(guān)。Honardoust等［12］發(fā)現(xiàn)，被核心蛋白聚糖處理過后的表淺皮膚成纖維細(xì)胞，凋亡及死亡細(xì)胞均明顯增多。與深層皮膚成纖維細(xì)胞比起來，核心蛋白聚糖導(dǎo)致表淺皮膚成纖維細(xì)胞中的組蛋白1、Caspase8、p53等凋亡標(biāo)志物顯著增多，提示深層皮膚成纖維細(xì)胞對(duì)核心蛋白聚糖介導(dǎo)的凋亡抵抗，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)過度沉積，可能參與了肥厚性瘢痕的形成。

隨著研究的不斷深入，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，Caspase8可以通過關(guān)聯(lián)誘導(dǎo)基因蛋白Ⅰ信號(hào)復(fù)合體，以及抑制一些誘導(dǎo)基因蛋白Ⅰ信號(hào)復(fù)合體的信號(hào)觸發(fā)機(jī)制來對(duì)抗炎癥反應(yīng)，并且發(fā)現(xiàn)CASP8基因敲除的小鼠可出現(xiàn)致命性的慢性皮膚炎癥疾病，進(jìn)一步證實(shí)了Caspase8在對(duì)抗皮炎的作用［13］。另外，表皮 Caspase8的缺失可以減弱皮膚創(chuàng)傷修復(fù)過程中的的炎癥反應(yīng)和細(xì)胞增殖，從而促進(jìn)特應(yīng)性皮炎的發(fā)?。?4］。

有學(xué)者還發(fā)現(xiàn)［15］，小鼠皮膚傷后3～6 h，Caspase8陽性細(xì)胞比率較低，12 h后逐漸升高，3 d達(dá)到高峰，以后逐漸下降。隨傷后時(shí)間延長，Caspase8陽性細(xì)胞以單核細(xì)胞及成纖維細(xì)胞為主。

4 Caspase8抑制劑

細(xì)胞型Fas相關(guān)的死亡區(qū)域蛋白樣白細(xì)胞介素1轉(zhuǎn)換酶抑制蛋白（c-FLIP），最初被定義為通過與Caspase8競爭FADD的一種死亡受體信號(hào)的抑制劑，一直認(rèn)為是一種重要的凋亡抑制蛋白。近年來，研究明確了c-FLIP與T淋巴細(xì)胞和角質(zhì)形成細(xì)胞的存活及增殖也密切相關(guān)。Tian等［16］研究發(fā)現(xiàn)，c-FLIP在尖銳濕疣組織中無論mRNA水平還是蛋白水平均顯著升高，且c-FLIP在尖銳濕疣中的表達(dá)量與增殖細(xì)胞核抗原標(biāo)記指數(shù)高度相關(guān)。

5 結(jié)語

Caspase8作為Caspase家族中關(guān)鍵的啟動(dòng)型Caspase，越來越受到人們的重視。除了與凋亡密切相關(guān)，Caspase8還參與T細(xì)胞增殖與免疫應(yīng)答、血管內(nèi)皮細(xì)胞形成、細(xì)胞遷移/黏附等過程，不僅參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展，還與皮膚成纖維細(xì)胞、角質(zhì)形成細(xì)胞等的凋亡及其引起相關(guān)疾病和損傷密切相關(guān)。未來Caspase8可能為臨床治療腫瘤以及其他腫瘤新生物提供理論依據(jù)和治療新靶點(diǎn)。

［1］ Schug ZT,Gonzalvez F,Houtkooper RH,et al.BID is cleaved by caspase-8 within a native complex on the mitochondrial membrane［J］.Cell Death Differ,2011,18（3）:538-548.

［2］ Hakem A,El Ghamrasni S,Maire G,et al.Caspase-8 is essential for maintaining chromosomal stability and suppressing B-cell lymphomagenesis［J］.Blood,2012,119（15）:3495-3502.

［3］ Salmena L,Lemmers B,Hakem A,et al.Essential role for caspase 8 in T-cell homeostasis and T-cell-mediated immunity［J］.Genes Dev,2003,17（7）:883-895.

［4］ Matsuda I,Matsuo K,Matsushita Y,et al.The C-terminal domain of the long form of cellular FLICE-inhibitory protein（c-FLIPL）inhibits the interaction of the caspase 8 prodomain with the receptor-interacting protein 1（RIP1） death domain and regulates caspase 8-dependent nuclear factor κB（NF-κB） activation［J］.J Biol Chem,2014,289（7）:3876-3887.

［5］ Frisch SM.Caspase-8:fly or die ［J］.Cancer Res,2008,68（12）:4491-4493.

［6］ Kang TB,Ben-Moshe T,Varfolomeev EE,et al.Caspase-8 serves both apoptotic and nonapoptotic roles ［J］.J Immunol,2004,173（5）:2976-2984.

［7］ Lubahn J,Berndt SI,Jin CH,et al.Association of CASP8 D302H polymorphism with reduced risk of aggressive prostate carcinoma［J］.Prostate,2010,70（6）:646-653.

［8］ Stupack DG.Caspase-8 as a therapeutic target in cancer［J］.Cancer Lett,2013,332（2）:133-140.

［9］ Stelkovics E,Kiszner G,Meggyeshazi N,et al.Selective in situ protein expression profiles correlate with distinct phenotypes of basal cell carcinoma and squamous cell carcinoma of the skin［J］.Histol Histopathol,2013,28（7）:941-954.

［10］ Xu H,Yan Y,Li L,et al.Ultraviolet B-induced apoptosis of human skin fibroblasts involves activation of caspase-8 and-3 with increased expression ofvimentin ［J］.Photodermatol Photoimmunol Photomed,2010,26（4）:198-204.

［11］ Mattila R,Syrj?nen S.Caspase cascade pathways in apoptosis of oral lichen planus ［J］.Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod,2010,110（5）:618-623.

［12］ Honardoust D,Ding J,Varkey M,et al.Deep dermal fibroblasts refractory to migration and decorin-induced apoptosis contribute to hypertrophic scarring［J］.J Burn Care Res,2012,33（5）:668-677.

［13］ Rajput A,Kang TB,Bogdanov K,et al.Anti-inflammatory functions of caspase-8 ［J］.Adv Exp Med Biol,2011,691:253-260.

［14］ Li C,Lasse S,Lee P,et al.Development of atopic dermatitis-like skin disease from the chronic loss of epidermal caspase-8 ［J］.Proc Natl Acad Sci U S A,2010,107（51）:22249-22254.

［15］ Zhao R,Guan DW,Zhang W,et al.Increased expressions and activations of apoptosis-related factors in cell signaling during incised skin wound healing in mice:a preliminary study for forensic wound age estimation ［J］.Leg Med （Tokyo）,2009,11（Suppl 1）:S155-160.

［16］ Tian F,Lu J,Wang L,et al.Increased expression of cellular FLICE/caspase-8 inhibitory protein in condyloma acuminatum［J］.Eur J Dermatol,2011,21（4）:529-533.

北京協(xié)和醫(yī)院皮膚科招收進(jìn)修醫(yī)師通知

北京協(xié)和醫(yī)院皮膚科常年接受全國各省市三級(jí)以上醫(yī)院皮膚科醫(yī)師進(jìn)修學(xué)習(xí)。條件如下：臨床進(jìn)修醫(yī)師必須具備正規(guī)醫(yī)學(xué)院校本科及以上學(xué)歷（不包括續(xù)本），具備醫(yī)師資格證書和醫(yī)師執(zhí)業(yè)證書以及從事3年以上臨床工作;每年招收兩期；報(bào)到時(shí)間為每年的3月和9月，進(jìn)修期限為半年或1年。在北京協(xié)和醫(yī)院官網(wǎng)-醫(yī)學(xué)教育-進(jìn)修國際合作頁面下載相關(guān)表格。郵寄紙質(zhì)版進(jìn)修申請(qǐng)表（加蓋醫(yī)院公章）至北京市東城區(qū)帥府園1號(hào)，北京協(xié)和醫(yī)院教育處，郵編100730，聯(lián)系電話010-69156878；信息表發(fā)送至電子郵箱xiehejinxiu@163.com。

Caspase 8 in some dermatoses

Chen Mincong,Wang Jianqin*.*Department of Dermatology,Guangzhou First People′s Hospital,Guangzhou 510180,China

Caspase 8 is closely associated with death receptor-mediated apoptosis.In recent years,some progress has been made in studies on the roles of caspase 8 in apoptosis.Besides initiating apoptosis,caspase 8 has many other biological functions,such as participating in T cell proliferation and immune responses,cell adhesion/migration,vascular endothelium formation,etc.As a key initiator of the Fas-mediated apoptotic pathway,caspase 8 is closely associated with repair of skin damage,cicatrization and lichen planus,and also plays some roles in counteracting inflammation.

Skin diseases;Caspase 8;Apoptosis

Wang Jianqin,Email:jianqinwang@tom.com

10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2015.02.015

510180廣州市第一人民醫(yī)院皮膚科［陳敏聰（現(xiàn)在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)醫(yī)院皮膚科，510642廣州）］；廣州市第一人民醫(yī)院南沙醫(yī)院皮膚科（王建琴）

王建琴，Email:jianqinwang@tom.com

本文主要縮寫：Caspase：半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶，F(xiàn)ADD：Fas相關(guān)死亡域蛋白，ALPS：自身免疫性淋巴細(xì)胞增多綜合征，NF：核因子

2014-04-29）