细胞凋亡三大经典通路:揭秘细胞自我销毁的神奇机制


细胞凋亡,也称为程序性细胞死亡,是生物体中一个至关重要的生理过程,它允许细胞在衰老、损伤或不受控制增殖时自我销毁,以维持组织稳态和防止疾病发生。细胞凋亡主要通过三大经典通路实现:内在凋亡通路(也称为死亡受体通路)、外在凋亡通路和线粒体通路。

内在凋亡通路主要通过死亡受体如Fas、TNFR1等激活。当这些受体被其配体结合时,会引发一系列级联反应,激活下游的死亡域接合蛋白(如FADD),进而招募并激活半胱天冬酶(caspases)家族中的procaspase-8和procaspase-10。这些caspases被激活后,会进一步 cleave并激活下游的效应caspases,如caspase-3、caspase-6和caspase-7,它们负责执行细胞凋亡的最终程序,包括DNA片段化、细胞膜破裂和细胞器功能紊乱。

外在凋亡通路则由细胞外的死亡配体触发。例如,Fas配体(FasL)与Fas受体结合,或肿瘤坏死因子-α(TNF-α)与TNFR1结合,都会引发类似内在凋亡通路的级联反应,最终导致caspases的激活和细胞凋亡的发生。

线粒体通路在细胞凋亡中起着关键作用。当细胞受到应激或损伤时,线粒体外膜上的Bcl-2家族成员(如Bax和 Bak)会移位到线粒体外膜上,形成孔道,导致线粒体释放出细胞凋亡诱导因子(AIF)和Smac/DIABLO等促凋亡蛋白。这些蛋白会进入细胞核,引发DNA片段化和caspases的激活,从而启动细胞凋亡程序。

这三大通路并非孤立存在,而是相互交织、协同作用,确保细胞凋亡过程的精确性和高效性。细胞凋亡的异常调控与多种疾病密切相关,如癌症、神经退行性疾病和自身免疫性疾病等。因此,深入研究细胞凋亡的机制对于开发新的治疗策略具有重要意义。