线粒体凋亡途径的研究进展

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1、线粒体凋亡途径的研究进展摘要:线粒体凋亡是细胞凋亡的主要途径之一，是一种由凋亡基因调控的高度保守的死亡过程。大多数凋亡信号作用于线粒体，通过改变线粒体膜的通透性，导致线粒体内相关物质释放入胞质，从而介导线粒体乃至细胞的凋亡，因此线粒体可能在细胞凋亡中起到主开关的作用，并且线粒体凋亡途径受到caspase家族、Bcl-2家族、Smac及IAP等的调节。关键词：线粒体；细胞凋亡；细胞色素C；Bcl-2;MPTP；caspase；AIF；IAP；EndoG；Smac/DIABLOAbstract:Mitochondrialapoptosisisoneof

2、themajorpathwaysforapoptotic,anditisahighconservativeprocesswhichisregulationbyapoptosisgene.Mostoftheapoptosissignalwasdirectedtomitochondria,bychangingthepermeabilityofmitochondrialmembrane,whichisleadingtorelatedsubstancesinthemitochondriaintothecytoplasm,andmadetheapoptoti

3、cofmitochondriaandcells.Somitochondriamaybemasterswitchinapoptotic,andmitochondrialpathwaysofapoptosisberegulatedbycaspasefamily、Bcl-2family、SmacandIAP.Keywords:mitochondrion；Apoptosis；CtyC；Bcl-2；MPTP；caspase；AIF；IAP；EndoG；Smac/DIABLO引言凋亡（apoptosis）是一个生理性的细胞自我毁灭过程，并由基因调控的高度保守的

4、死亡过程，它在维持机体内环境的稳定和防御内外伤害等方面起着重要作用。如果机体内凋亡发生紊乱，则可能导致各种疾病的发生。但凋亡与坏死是两个完全不同的概念，凋亡是一个主动过程，它涉及到许多基因的表达和调控，最早是1972年由kerr教授根据形态学特征而提出的[1]。而坏死是一个被动过程，它是指细胞受到外界物理或化学等方面的影响而导致的细胞死亡过程。细胞凋亡途径主要有3种通路：线粒体通路、内质网通路和死亡受体通路[2]，也有学者将内质网通路归纳入线粒体通路之中。而且各种通路之间相互联系，共同介导细胞凋亡，并且在这其中线粒体通路起到决定性作用，被视为在细胞

5、凋亡中起着主开关作用，从而成为细胞凋亡的执行者。因此，研究细胞内线粒体凋亡已成为现代研究的热点。这里我们将就线粒体的功能，以及其在凋亡过程中结构的变化、调控作用及其机制等方面做一综述。一、线粒体的功能线粒体（mitochondria）是德国生物学家Altmann1890年首先在动物细胞内发现，Benda1897年命名的[3]。线粒体具有氧化磷酸化、转递电子、能量代谢、抗活性氧化等重要生理作用，它为细胞的各种生命活动提供基础能量，细胞生命活动所需的能量约有95％来自线粒体，其是细胞内主要的ATP生产中心，当其合成ATP发生障碍时，则可影响心肌、骨骼肌

6、、肝脏细胞等组织使其发生障碍。并且线粒体对于细胞内Ca2+浓度起着重要调节作用，它具有二条Ca2+摄取途径和四条Ca2+释放途径，也可通过其膜电化学梯度来维持，并为代谢产物的转运提供动力。另外，线粒体在介导细胞信号转导、细胞对环境变化做出各种应激反应、细胞内pH值的维持及渗透压调节等方面亦起着非常重要的作用。研究发现，线粒体的另一项主要任务就是在细胞凋亡中起重要作用，它通过自身的凋亡来介导细胞发生程序性死亡，在此过程中线粒体通过对凋亡信号的感知[4]，通过一系列的变化从而释放一些蛋白，如细胞色素C（cytochromeC,CytC）、凋亡介导因子和

7、核酸内切酶等，这些释放物除在胞质中发挥作用介导细胞凋亡外，还可以进入细胞核内，调节相关凋亡基因的表达，产生凋亡效应。二、线粒体凋亡的结构特征在光学显微镜下，线粒体多为杆状、粒状和线状。不同种类细胞和不同生理条件下，线粒体的形状可能不同，其直径一般为0.5μm～3.0μm，其大小也因细胞种类和生理状况而异。并且在电镜下可以看到，线粒体是由两层单位膜围成的封闭的囊状结构，可以分为外膜（outermembrane）、内膜（innermembrane）、膜间腔（intermembranespace）和内室基质（matrix）4个部分。在线粒体凋亡的前期，线

8、粒体膜的通透性会升高，其通透性由线粒体通透性转变孔（mitochondrialpermeabilitytransition