摘要 Bcl-2基因是一原癌基因，能抑制細(xì)胞凋亡。但近年研究發(fā)現(xiàn)，存在有Bcl-2敏感和不敏感的細(xì)胞凋亡現(xiàn)象。Bcl-2抑制細(xì)胞調(diào)亡的機(jī)制目前仍然不清，大多認(rèn)為與Bcl-2的細(xì)胞內(nèi)抗氧化作用及抑制鈣離子的跨膜運(yùn)動(dòng)有關(guān)。最近，Reed提出Bcl-2具有離子通道蛋白和吸附/錨定蛋白的雙重特性，并闡述了Bcl-2抑制細(xì)胞凋亡的某些機(jī)制。

　　關(guān)鍵詞：Bcl-2；細(xì)胞凋亡

　　自從1972年Kerr提出細(xì)胞凋亡（appoptosis）的概念至今，人們對(duì)細(xì)胞凋亡現(xiàn)象進(jìn)行了廣泛、深入的研究。但是，凋亡的分子和生化機(jī)制迄今尚未徹底明了；而已形成的初步認(rèn)識(shí)大多源于對(duì)Bcl-2基因家族的研究。已知，調(diào)亡進(jìn)程可分為三個(gè)時(shí)相：誘導(dǎo)期，效應(yīng)期和降解期。在誘導(dǎo)期，細(xì)胞接受各種信號(hào)從而引發(fā)各種不同的效應(yīng)：進(jìn)入效應(yīng)期后，經(jīng)過(guò)一些決定細(xì)胞命運(yùn)（存活/死亡）的分子調(diào)控點(diǎn)，細(xì)胞進(jìn)入不可逆的程序化死亡，這些調(diào)控分子包括一系列原癌基因和抑制癌基因的產(chǎn)生，其中Bcl-2家族起著決定性的作用；降解期則產(chǎn)生可見(jiàn)的凋亡現(xiàn)象[1]。

　　Bcl-2基因（即B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2基因）是一種原癌基因，它具有抑制凋亡的作用，并用近年來(lái)的一些研究已開(kāi)始揭示這一作用的機(jī)制。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的Bcl-2蛋白家族按功能可分為兩類，一類是象Bcl-2一樣具有抑制凋亡作用，如哺乳動(dòng)物的Bcl-X1、Bcl-W、Mcl-1、A1、線蟲(chóng)Ced-9、牛痘病毒E1B119kD等，而另一類具有促進(jìn)凋亡作用，如Bax、Bcl-Xs、Bad、Bak、Bik/Nbk、Bid和Harakiri[2]。

　　最初在血液淋巴細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)Bcl-2能抑制細(xì)胞死亡，隨后陸續(xù)在其它一些細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)Bcl-2的這種作用。但近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，除些之外尚存在Bcl-2不敏感的凋亡途徑。本文擬就凋亡與Bcl-2的關(guān)系及其研究進(jìn)展作一綜述。

　　1 Bcl-2敏感的凋亡途徑

　　Bcl-2可以抑制由多種細(xì)胞毒因素所引起的細(xì)胞死亡。Bcl-2的過(guò)度表達(dá)能增強(qiáng)所觀察細(xì)胞對(duì)大多數(shù)細(xì)胞毒因素的抵抗性。這一發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到凋亡的各種信號(hào)轉(zhuǎn)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)。實(shí)驗(yàn)表明，Bcl-2可增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)大多數(shù)DNA損傷因子的抵抗性，抑制大多數(shù)化療藥物所引起的靶細(xì)胞凋亡，但其本身并不能抑制這些因素對(duì)細(xì)胞的損傷；同樣地，它也不能促進(jìn)DNA修復(fù)。p53蛋白是DNA損傷的一個(gè)分子傳感器，已證實(shí)Bcl-2能抑制p53介導(dǎo)的凋亡，但不能抑制p53向核內(nèi)轉(zhuǎn)位或者p53介導(dǎo)的生長(zhǎng)停滯，可能Bcl-2的作用是在DNA損傷后，阻止激活凋亡機(jī)制的信號(hào)到達(dá)其靶分子；在細(xì)胞毒性T細(xì)胞中，由顆粒酶B激活Caspases家族的一個(gè)或多個(gè)半胱氨酸蛋白酶所誘導(dǎo)的凋亡不依賴于Bcl-2，顆粒酶B可能僅作用于凋亡路徑中Bcl-2調(diào)節(jié)位點(diǎn)的下游。以上結(jié)果表明在凋亡途徑中Bcl-2的作用位點(diǎn)在信號(hào)分子和效應(yīng)蛋白酶之間的位置[2]。

　　Bcl-2抑制細(xì)胞凋亡可能與其以下幾種作用有關(guān)：

　　1.1 細(xì)胞催抗氧化作用[3] 以往研究表明，在去除生長(zhǎng)因子所誘發(fā)的凋亡中，活性氧損傷（ROS）是促發(fā)細(xì)胞死亡的主要誘因：Bcl-2的過(guò)度表達(dá)可減少氧自由基產(chǎn)生和脂質(zhì)過(guò)氧化物的形成。提示Cai等[4]的實(shí)驗(yàn)表明Bcl-2的抗氧化作用是間接的，即可能在于抑制超氧陰離子的產(chǎn)生而不是直接清除活性氧。細(xì)胞色素c（cytochrome c, Cyt c）作為呼吸鏈中重要的電子傳遞體，它從線粒體內(nèi)膜上的釋放會(huì)阻斷電子向下游傳遞體，它從線粒體內(nèi)膜上的釋放會(huì)阻斷電子向下游的傳遞，危及呼吸鏈的功能并導(dǎo)致超氧陰離子的加速產(chǎn)生；而B(niǎo)cl-2可以抑制Cyt c的釋放，從而抑制了超氧陰離子的產(chǎn)生。此外，Bcl-2還可以增加胞內(nèi)的谷胱甘肽（GSH）等抗氧化劑，升高NAD+/NADH的比值，抑制和凋亡相聯(lián)系的GSH降低，促進(jìn)GSH進(jìn)入核內(nèi)，從而影響細(xì)胞的氧化還原狀態(tài)。但也有證據(jù)表明，在沒(méi)有自由基的情況下Bcl-2也能抑制凋亡。因此，Bcl-2的性質(zhì)遠(yuǎn)非僅僅是一種抗氧化劑。

　　1.2 抑制鈣離子跨膜流動(dòng) Lam等曾報(bào)道鈣泵特異性抑制劑Thapsigargen（TG）誘導(dǎo)的WEH17.2等細(xì)胞的凋亡可被Bcl-2所抑制，其原因是Bcl-2抑制了Ca2+的跨膜流動(dòng)，提 示Bcl-2可通過(guò)調(diào)節(jié)胞內(nèi)鈣離子濃度來(lái)調(diào)節(jié)凋亡。然而Wei等[5]在神經(jīng)元細(xì)胞GT1-7中發(fā)現(xiàn)Bcl-2中發(fā)現(xiàn)Bcl-2可抑制由TG所誘導(dǎo)的凋亡，但并不能抑制TG誘導(dǎo)的胞內(nèi)鈣離子濃度升高；同時(shí)Jason等[6]在中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞5AHSmyc中去除細(xì)胞內(nèi)貯存Ca2+后發(fā)現(xiàn)過(guò)度表達(dá)的Bcl-2仍可抑制凋亡，提示Bcl-2對(duì)胞內(nèi)Ca2+濃度的調(diào)節(jié)作用也只能是其抑制凋亡的機(jī)制之一。

　　1.3 離子通道蛋白和吸附/錨定蛋白 最近Reed[7]提出Bcl-2蛋白可能具有雙重功能：離子通道蛋白和吸附/錨定蛋白，提出Bcl-2抑制凋亡的部分新機(jī)制。

　　1.3.1 離子通道蛋白 體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，Bcl-2、Bcl-X1和Bax能在線粒體上形成離子通道，提示它們可能參與調(diào)節(jié)一些與凋亡有關(guān)的細(xì)胞現(xiàn)象，如線粒體通透性改變（巨孔形成）和線粒體釋放凋亡蛋白本科激活因子——Cyt c和凋亡誘導(dǎo)因子（AIF）。過(guò)度表達(dá)的Bcl-2能抑制線粒體通透性改變，并影響巨孔的形成，從而抑制凋亡。但也有實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)即使線粒體通透性未改變，Cyt c等凋亡激蛋白也可以釋放到胞液中從而誘發(fā)細(xì)胞凋亡，因此這種觀點(diǎn)還有待進(jìn)一步證實(shí)。

在所觀察的細(xì)胞系及多種情況下，凋亡的發(fā)生都伴有Cyt c從線粒體釋放，繼而伴有Caspases激活，而活化的Caspases降解底物后，其蛋白降解產(chǎn)物又引起線粒體通透性改變，并最終導(dǎo)致凋亡發(fā)生[8]。Yang等[9]與Kluck等[10]發(fā)現(xiàn)Bcl-2可以通過(guò)抑制線粒體釋放Cyt c來(lái)抑制凋亡，繼而Rosse等[11]和Zhivotovsky等[12]用兩種不同的方法證明了即使Cyt c已經(jīng)釋放入胞漿，Bcl-2仍能延遲細(xì)胞死亡，這是由于Bcl-2抑制了活化的Caspases對(duì)線粒體釋放的上游和下游都有Bcl-2調(diào)節(jié)凋亡的作用點(diǎn)。

　　AIF作為一種線粒體來(lái)源的效應(yīng)蛋白酶，在分離在胞核中能誘導(dǎo)凋亡，同時(shí)還能激發(fā)線粒體通透性改變，誘導(dǎo)線粒體釋放Cyt c和Caspase-9，并在體外切割和激活其底物——半胱氨酸蛋白酶CPP32。體外研究發(fā)現(xiàn)，Bcl-2過(guò)度表達(dá)可能阻止AIF從分離的線粒體上釋放，但它并能影響AIF的產(chǎn)生，同時(shí)也不能影響AIF促凋亡的功能[13]。

　　1.3.2 吸附/錨定蛋白 在正常情況下Bcl-2通過(guò)其C端疏水殘基的伸展而錨定在細(xì)胞內(nèi)膜上，作為吸附/錨定蛋白，可把胞液蛋白固定在膜邊，或是引導(dǎo)胞液蛋白與別的膜蛋白相互作用。

　　Bcl-2可與Bcl-2家族的Bcl-2家族的Bcl-X1、Bcl-Xs、Bax、Bcl-2、Bad和Mc1-1形成同源的蛋白二聚體，而特定的蛋白二聚體則可作為在細(xì)胞死亡信號(hào)通路上的分子開(kāi)關(guān)。例如，Bcl-2可與促凋亡Bax形成二聚體，如果Bax相對(duì)量高于Bcl-2，則Bax同二聚體的數(shù)量增多，從而促進(jìn)細(xì)胞死亡；而如果Bcl-2相對(duì)量高于Bax，則促進(jìn)形成Bcl-2/Bax異二聚體，并使Bcl-2同二聚體的量增多，從而抑制細(xì)胞死亡；而促凋亡分子和Bad和Bcl-Ss則競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合細(xì)胞死亡抑制分子如Bcl-X1或Bcl-2，由此替換了Bax并促進(jìn)Bax同二聚體形成，誘導(dǎo)凋亡。

　　另外，Bcl-2還可與Bcl-2家族外的11種蛋白質(zhì)結(jié)合，包括蛋白激酶Raf-1、蛋白磷酸酶Calcineurin、GTP酶、R-Ras和H-Ras、p53-BP2、朊蛋白Pr-1、Ced-4、BAG-1、Nip-1、Nip-2和Nip-3，并由此實(shí)現(xiàn)其抗凋亡作用。

　　2 Bcl-2不敏感的凋亡途徑[14]

　　Bcl-2抑制凋亡的作用并不是萬(wàn)能的，例如在細(xì)胞毒T細(xì)胞殺傷作用中，特定的淋巴因子撤離以及某些TNF受體家族介導(dǎo)的凋亡途徑中Bcl-2不能抑制凋亡，其原因右能是這些凋亡誘導(dǎo)劑作用于Bcl-2下游或是獨(dú)立于Bcl-2的其它凋亡路徑。最近Scaffidi等[15]發(fā)現(xiàn)，Jurkat等細(xì)胞（Ⅱ型細(xì)胞）中Bcl-2可抑制TNF受體家族中的CD95（Apo-1/Fas）信號(hào)通路介導(dǎo)的凋亡，而在SKW6.4等細(xì)胞（Ⅰ型細(xì)胞）中Bcl-2則不能抑制這種信號(hào)通路介導(dǎo)的凋亡。其結(jié)果表明，凋亡途徑對(duì)Bcl-2敏感與否可能與細(xì)胞類型有關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這種差異取決于線粒體是否參與這種凋亡途徑，在Ⅰ型 細(xì)胞中線粒體則未參與該凋亡途徑。因此，Bcl-2可能只抑制依賴于線粒體的凋亡途徑。

　　更進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，來(lái)源于牛痘病毒的細(xì)胞因子應(yīng)答修飾體A（crmA）是一種絲氨酸蛋白酶抑制劑（serpin）類分子，能抑制一些Caspases的功能。而來(lái)源于桿狀病毒的P35蛋白也能抑制一些Caspases的功能，而且它比CrmA具有更廣泛的Caspases抑制特性。在組織培養(yǎng)體系中或轉(zhuǎn)基因鼠的T淋巴細(xì)胞中CrmA表達(dá)能抑制CD95（Fas/Apo-1）和p55TNF受體Ⅰ誘發(fā)的凋亡，但對(duì)另一些諸如生長(zhǎng)因子撤除，DNA損傷等細(xì)胞毒因素引起的凋亡則無(wú)能為力，而這些由細(xì)胞毒因素引起的凋亡現(xiàn)象則可被Bcl-2及其同系物所抑制，但是Bcl-2又不能抑制由CD95（Fas/Apo-1）和TNF受體介導(dǎo)的凋亡。由細(xì)胞毒因素及TNF受體家族介導(dǎo)的凋亡都可有效地被p35所抑制，提示這些通路都依賴于Caspases的激活。上述結(jié)果表明，在細(xì)胞中不同的凋亡激活途徑同時(shí)存在，其一是需要對(duì)CrmA敏感的Caspases參與但又不能被Bcl-2所抑制；而另一個(gè)則是Bcl-2可抑制的凋亡途徑，其中Caspases對(duì)p35敏感，但對(duì)CrmA則不敏感。

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　目前Bcl-2是凋亡分子機(jī)制研究的主要靶分子。隨著對(duì)Bcl-2以及凋亡本身研究的日漸深入，Bcl-2是作用機(jī)制和凋亡的分子機(jī)制最終被闡明，從而提高對(duì)與凋亡有關(guān)的疾病的認(rèn)識(shí)和診治水平。

　　參考文獻(xiàn)
　　1 Kroemer G, Petit P, Zamzami N, et al. FASEB J, 1995；9:1277-1287
　　2 Brown R. British Medical Bulletin, 1996；53:466-477
　　3 Zamzami N, Brenner C, Marzo I, et al. Oncogene, 1998；16:2265-2287
　　4 Cai JY, Jones DP. J Biol Chem, 1998；273:11401-11404
　　5 Wei HF, Wei WL, Bredesen DE, et al. J Neurochem, 1998；70:2305-2314
　　6 Reynolds J, Eastman A. J Biol Chem, 1996；271:27739-27743
　　7 Reed JC. Nature, 1997；387:773-776
　　8 Cosulich SC, Savory PJ, Clarke PR. Curr Biol, 1999；9:147-150
　　9 Yang J, Liu XS, Bhalla K. Science, 1997；175:1132-1136
　　10 Kluck RM, Ella BW, Green DR, et al. Science, 1997；275:1132-11 36
　　11 Rosse T, Olivier R, Momey L, et al. Nature, 1998；391:496-499
　　12 Zhivotovsky B, Orrenius S, Brustugun OT, et al. Nature, 1998；391:499-450
　　13 Susin SA, Lorenzo HK, Zamzami N, et al. Nature, 1999；397:441-446
　　14 Strasser A, Huang D, David L, et al. Biochimica Biophysica Acta, 1997；1333:F151-F178
　　15 Scaffidi C, Fulda S, Srinivasan A. EMBO J, 1998；17:1675-1687