阿尔茨海默病的脑神经元凋亡机制_杨小慧

ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ　ＯＦ　ＬＩＦＥ　２００７，２７（４）
ｍｉＲ－２８９与ＣａＭＫⅡ　ｍＲＮＡ的ＣａＭＫⅡ　３＇非编码区的序列碱基配对，抑制了ＣａＭＫⅡ　ｍＲＮＡ在运输过程中的表达。

该抑制作用一直持续到在突触的神经刺激下ＲＩＳＣ组分在蛋白酶体作用下降解。

ｍｉＲＮＡ还参与了树突棘发育过程的调控［１７］。

一个特定的ｍｉＲＮＡ，ｍｉＲ－１３４，抑制了Ｌｉｍｋ１蛋白ｍＲＮＡ的表达；Ｌｉｍｋ蛋白可调控树突棘的发育，而ＦＭＲＰ的缺失导致树突棘形态异常，两者的关系目前未明。

３．　问题与展望
一直以来，Ｘ脆性综合征的研究重点是了解ＦＭＲＰ的功能。

在不同的发育时期、不同的细胞内位置，ＦＭＲＰ执行的功能是不同的。

这主要由于与ＦＭＲＰ结合的蛋白质分子及ＲＮＡ分子的不同［６，１０］，其中包括非编码ＲＮＡ。

这些非编码ＲＮＡ引起了越来越多研究者的重视，可以预计将有更多的与Ｘ脆性综合征及ＦＭＲＰ相关的非编码ＲＮＡ会被发现。

非编码ＲＮＡ与ＦＭＲＰ相互作用机制的问题也有待解决，如ＲＭＲＰ与ｍｉＲＮＡ之间的关系，是ＦＭＲＰ利用ｍｉＲＮＡ作为指向靶ｍＲＮＡ的工具，还是ＦＭＲＰ作为ＲＩＳＣ的组分参与了ｍｉＲＮＡ的翻译抑制，抑或二者都有？另有研究表
明，非编码ＲＮＡ可调控蛋白质功能［２］，我们猜想是否存在能调控ＦＭＲＰ的非编码ＲＮＡ呢？这些问题的解决将加深我们对Ｘ脆性综合征发病机制的理解，进而找出基因治疗的方法。

参　考　文　献
［１］Ｏ＇ｏｎｎｅｌｌ　ＷＴ　ｅｔ　ａｌ．　Ａｎｎｕ　Ｒｅｖ　Ｎｅｕｒｏｓｃｉ，２００２，２５：　３１５－３８［２］Ｃａｏ　Ｘ　ｅｔ　ａｌ．　Ａｎｎｕ　Ｒｅｖ　Ｎｅｕｒｏｓｃｉ，２００６，２９：　７７－１０３［３］Ｈａｎｄａ　Ｖ　ｅｔ　ａｌ．　Ｎｕｃｌｅｉｃ　Ａｃｉｄｓ　Ｒｅｓ，２００３，３１（２１）：　６２４３－６２４８［４］Ｖｅｒｄｅｌ　Ａ　ｅｔ　ａｌ．　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００４，３０３（３０）：　６７２－６７６［５］Ｊｉｎ　Ｐ　ｅｔ　ａｌ．　Ｎａｔ　Ｃｅｌｌ　Ｂｉｏｌ，２００４，６（１１）：　１０４８－１０５３［６］Ｂａｇｎｉ　Ｃ　ｅｔ　ａｌ．　Ｎａｔ　Ｒｅｖ　Ｎｅｕｒｏｓｃｉ，２００５，６（５）：　３７６－３８７［７］Ｚａｌｆａ　Ｆ　ｅｔ　ａｌ．　Ｃｅｌｌ，２００３，１１２（３）：　３１７－３２７
［８］Ｚａｌｆａ　Ｆ　ｅｔ　ａｌ．　Ｊ　Ｂｉｏｌ　Ｃｈｅｍ，２００５，２８０（３９）：　３３４０３－３３４１０［９］Ｇａｂｕｓ　Ｃ　ｅｔ　ａｌ．　Ｎｕｃｌｅｉｃ　Ａｃｉｄｓ　Ｒｅｓ，２００４，３２（８）：　２１２９－２１３７［１０］Ｚａｌｆａ　Ｆ　ｅｔ　ａｌ．　Ｃｕｒｒ　Ｏｐｉｎ　Ｎｅｕｒｏｂｉｏｌ，２００６，１６：　２６５－２６９［１１］Ｗａｎｇ　Ｈ　ｅｔ　ａｌ．　Ｊ　Ｎｅｕｒｏｓｃｉ，２００２，２２：　１０２３２－１０２４１［１２］Ｂａｒｔｅｌ　ＤＰ　ｅｔ　ａｌ．　Ｃｅｌｌ，２００４，１１６（２）：　２８１－２９７
［１３］Ｃａｕｄｙ　ＡＡ　ｅｔ　ａｌ．　Ｇｅｎｅｓ　Ｄｅｖ，２００２，１６（１９）：　２４９１－２４９６［１４］Ｉｓｈｉｚｕｋａ　Ａ　ｅｔ　ａｌ．　Ｇｅｎｅｓ　Ｄｅｖ，２００２，１６（１９）：　２４９７－２５０８［１５］Ｊｉｎ　Ｐ　ｅｔ　ａｌ．　Ｎａｔ　Ｎｅｕｒｏｓｃｉ，２００４，７（２）：　１１３－１１７［１６］Ａｓｈｒａｆ　ＳＩ　ｅｔ　ａｌ．　Ｃｅｌｌ，２００６，１２４（１）：　１９１－２０５［１７］Ｓｃｈｒａｔｔ　ＧＭ　ｅｔ　ａｌ．　Ｎａｔｕｒｅ，２００６，４３９（７０７４）：　２８３－２８９
文章编号： １０００－１３３６（２００７）０４－０３０７－０３
阿尔茨海默病的脑神经元凋亡机制
杨小慧 戴雪伶 姜招峰１
（　首都师范大学生命科学学院，北京　１０００３７；１　
北京联合大学应用文理学院，北京　１０００８３　）
摘要　：阿尔茨海默病（ＡＤ）是一种中枢神经系统退行性疾病，临床主要表现为认知功能障碍、行为异常及日常生活能力下降，主要神经病理改变有神经元变性、丢失引起的脑萎缩，细胞外的老年斑（ｓｅｎｉｌｅ　ｐｌａｑｕｅ，ＳＰ）和细胞内的神经元纤维缠结（ｎｅｕｒｏｆｉｂｒｉｌｌａｒｙｔａｎｇｌｅ，ＮＦＴ）。

细胞凋亡与ＡＤ有密切的关系，β淀粉样蛋白（Ａβ）在此过程中可能有重要的作用。

近年来的研究还指出，细胞周期的异常可能是ＡＤ发生的较早期事件，这种异常的细胞周期也可导致细胞的凋亡，最终引发ＡＤ。

该文介绍细胞周期异常和Ａβ介导的细胞凋亡机制作一综述。

关键词：阿尔茨海默病；细胞周期；细胞凋亡；Ａβ；神经元中图分类号：Ｑ５１
阿尔茨海默病（Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ　ｄｉｓｅａｓｅ，ＡＤ）是一种中老年常见的中枢神经系统病变，有三大病理特征：淀粉样斑块沉积（ＳＰ）、神经元纤维缠结（ＮＦＴ）和神经元大量丢失。

本文重点讨论可能引发神经元丢失的机制。

神经细胞的凋亡在神经退行性疾病中起着主导性的作用。

神经细胞是一种长期存活、不可复原和已停
收稿日期：２００７－０３－０２
北京市教委科技发展重点项目和北京市自然科学基金重点项目（ＫＺ２００３１１４１７０１５）
作者简介　：杨小慧（１９８３－），男，硕士生，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｘｈ８３８１７＠１６３．ｃｏｍ；戴雪伶（１９８２－），女，硕士生，Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｌｄａｉ２００４＠１２６．ｃｏｍ；姜招峰（１９５６－），男，博士，教授，联系作者，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｏｆｅｎｇ＠ｂｕｕ．ｃｏｍ．ｃｎ
ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ　ＯＦ　ＬＩＦＥ　２００７，２７（４）
止分化的细胞。

但值得注意的是，在ＡＤ患者的脑神
经元内已经发现了与细胞周期调控有关蛋白质的异常表达和非整倍的ＤＮＡ，它们可能进而促使这些神经元重新进入细胞周期，随后引发了神经细胞的凋亡。

在ＡＤ患者的脑神经元内还发现了其他一些凋亡的诱导因素，如：β淀粉样蛋白（Ａβ）、氧化损伤、低能量代谢等均存在于ＡＤ脑组织中［１］。

对于神经细胞凋亡的广泛研究，特别是从胱天蛋白酶（ｃａｓｐａｓｅ）发现和兴奋性的毒性深入的研究之后，关于ＡＤ患者神经元的凋亡机制的研究取得了很大的进展。

本文就细胞周期异常引发的神经细胞凋亡和其它一些可能导致神经元凋亡的机制作一综述。

１．　细胞周期异常与神经元的凋亡
Ｖｉｎｃｅｎｔ等［２］首先报道，在ＡＤ患者脑中存在重新进入细胞周期的神经元。

随后，研究者又发现，在ＡＤ患者的脑神经元内存在有异常表达的细胞周期因子，如：ｃｄｃ２、ｃｄｋ４、Ｐ１６和周期蛋白Ｂ１（ｃｙｃｌｉｎ　Ｂ１）等［３，４］。

目前这方面研究取得了进展，更多的研究者开始认同异常的细胞周期也是ＡＤ患者的一种神经病理学特征的看法，这种异常早于老年斑和神经元纤维缠结的出现［５，６］。

因此了解这种由细胞周期介导的神经元退化的分子机制将有助于有效的减缓，甚至阻止ＡＤ的发生和发展。

神经元的进入细胞周期需要促有丝分裂原的作用，那么刺激ＡＤ患者脑神经元进入细胞周期的因子又是什么？现在已经有人指出，许多被认为可导致ＡＤ的危险因子，如：持久的低水平的氧化应激、脑损伤等均可能有促有丝分裂原的作用，或者使神经元比较容易地进入细胞周期［６，７］。

细胞周期的进行是由一系列的周期蛋白（ｃｙｃｌｉｎ）／依赖于周期蛋白的激酶（ｃｙｃｌｉｎ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｋｉｎａｓｅ，ＣＤＫ）和周期蛋白激酶的抑制剂（ＣＤＫＩ）调节的，从而保证细胞正常有序的分裂。

但是当外界条件不利于细胞周期进行时，即引发细胞的凋亡程序。

在ＡＤ中，由于ＣＤＫＩ失活，导致Ｇ
１
／Ｓ控制点的失调［６］。

神经元细胞能够进行ＤＮＡ的复制，并
且能够进入Ｇ
２
期，但是细胞不能进行正常的分裂，所以细胞就启动凋亡程序，引发细胞凋亡。

细胞周期的激活也可能与ＡＤ中神经元纤维缠结形成有关，ｐ２５／ｃｄｋ５复合体的激活会导致ｔａｕ蛋白的异常磷酸化，阻止了它与微管的结合，反而有利于形成神经元纤维缠结［８］。

所以，细胞周期的激活不仅引起了ＤＮＡ的复制还导致了ＡＤ患者ｔａｕ蛋白的过度磷酸化。

淀粉样蛋白前体（ＡＰＰ）在细胞周期的活化中也可能发挥着重要的作用。

ＡＰＰ是ＡＤ患者脑内老年斑的主要成分Ａβ的前体。

它是一种Ⅰ型跨膜的蛋白质，在细胞表面可能具有受体的功能。

现在也有很多的证据表明，在细胞内有很多的蛋白质可以与ＡＰＰ的细胞内结构域结合而起到信号转导的作用，如：ＡＰＰ－ＢＰＩ和ＰＡＫ３。

ＡＰＰ－ＢＰＩ——一种周期蛋白——在正常的细胞周期中能够促使细胞通过Ｓ／Ｍ检验点，但过量表达则会引起细胞凋亡。

神经细胞的ＡＰＰ表达提高或者家族性ＡＤ突变体的表达就可导致ＡＰＰ－ＢＰＩ的水平升高，并最终导致细胞凋亡［９］。

ＰＡＫ３是一种丝氨酸／苏氨酸激酶，它可能与细胞骨架有关　；与ＡＰＰ结合后通过影响细胞骨架而改变细胞的形态，ＡＤ患者脑神经元形态的改变和认知能力的下降都可能与它有关［５］。

在正常的细胞中ＡＰＰ的信号转导作用能受到严格的调控，只有配体与之结合后才能引发后续的反应，并且对细胞本身而言是有利的［５，１０］。

但是，如果ＡＰＰ过高地表达或者突变体ＡＰＰ的表达均可引起细胞内的α－ＡＰＰ和β－ＡＰＰ等（除了Ａβ外）的ＡＰＰ片段水平的升高，它们可介导信号转导途径的紊乱，最终引发细胞凋亡［１１，１２］。

家族性ＡＤ患者的γ分泌酶并不能促进已经完成分化的神经细胞重新进入细胞周期，而引发神经细胞的凋亡。

γ分泌酶的主要作用在于作用于ＡＰＰ的代谢过程，调节代谢产生片段的类型。

所以我们推测很可能是ＡＰＰ的代谢片段，而不是Ａβ在ＡＤ的早期起主要的作用，可能正是这些片段促使神经细胞重新进入细胞周期，从而引发细胞凋亡，最终导致ＡＤ。

所以我们有理由相信，老年斑和神经元纤维缠结并不是引发ＡＤ的最终原因，他们是ＡＤ发展的产物。

同样Ａβ也很可能是ＡＤ的后续产物，它可能只是一个恶性循环的中间物。

目前的研究认为，细胞周期的异常可能是ＡＤ发生的较早事件［１３］，所以对于细胞周期异常的研究对ＡＤ的治疗有重要的意义。

２．　谷氨酸受体、Ｃａ２＋平衡的失调与神经细胞凋亡谷氨酸是哺乳动物神经系统中的一种兴奋性神经递质，它可以与其受体作用而引发一系列的细胞反应（如：增加细胞膜对Ｃａ２＋透性）。

Ｎ－甲基－Ｄ－天冬氨酸（ＮＭＤＡ）受体是谷氨酸受体的一个亚类，对Ｃａ２＋有很高的通透性，是兴奋性毒性损伤的主要参与者。

在缺氧、氧化应激或其他的致病因素的条件下均可激活兴奋性的谷氨酸受体，引起细胞内Ｃａ２＋水平的升高，细胞内高水平的Ｃａ２＋与二酯酰甘油共同作用活化Ｃａ２＋敏感的蛋白激酶。

这些激酶可特异剪切ｔａｕ蛋白（一种微管相关蛋白），这种特异的剪切使得它们很容易地形
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成神经元纤维缠结［１４］。

Ｐａｒｋ等［１５］的研究指出，雌性激素和睾丸激素可抑制这种由Ｃａ２＋激活的剪切作用，从而可以提高用Ａβ处理过的神经细胞的存活率。

过度活化的谷氨酸受体还可引发细胞生成活性氧自由基，从而导致细胞的凋亡级联反应。

Ｏｌｎｅｙ等［１６］首次提出，兴奋性毒性作用是引发ＡＤ患者神经元退化的一种机制，他们发现Ａ　的聚集可以使得神经细胞对于由谷氨酸诱导的兴奋性毒性作用更加敏感。

３．　内质网应激与ＡＤ
现在越来越多的证据表明，蛋白质的错误折叠或不恰当的相互作用与ＡＤ等神经退化性的病变有关。

内质网（ｅｎｄｏｐｌａｓｍｉｃ　ｒｅｔｉｃｕｌｕｍ，　ＥＲ）参与蛋白质合成、翻译后加工修饰以及蛋白质的正确折叠。

在病理情况下，如蛋白质糖基化的抑制、钙离子稳态的改变和二硫键减少等，均可引发ＥＲ内非折叠或错折叠蛋白质的聚集。

当非折叠或错折叠蛋白质在ＥＲ内堆积超过生理条件下ＥＲ的处理能力时，会引发ＥＲ应激；ＥＲ应激可激发细胞的非折叠蛋白质应答（ｕｎｆｏｌｄｅｄ　ｐｒｏｔｅｉｎｒｅｓｐｏｎｓｅ，ＵＰＲ），促进蛋白质的正常折叠或降解异常折叠的蛋白质［１７］。

而ＥＲ应激过度或反应机制的失调，可导致异常折叠蛋白质在细胞内过度堆积，干扰细胞正常功能，或通过ＥＲ应激相关的凋亡途径引起细胞凋亡，导致疾病的发生。

有研究认为，Ａβ诱导的内质网Ｃａ２＋稳态的打破，是一种死亡信号的起始，内质网Ｃａ２＋水平的调节可能成为新的治疗ＡＤ的位点［１８］。

４．　其他的凋亡途径
ＡＤ患者的神经元的退化和丢失可能与线粒体也有关系。

Ａ　可能通过与线粒体膜的结合，从而改变膜的通透性或使得线粒体的关键酶的活性丧失，引起线粒体功能的丧失［１９，２０］，内溶物的释放，进而引起氧化应激，最终可导致细胞凋亡。

多（ＡＤＰ－核糖）聚合酶１［ｐｏｌｙ（ＡＤＰ－ｒｉｂｓｏｓｅ）ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ　１，ＰＡＲＰ－Ｉ］是参与损伤的ＤＮＡ修复的关键酶，在正常的修复系统中起着重要的作用，但是如果它被过度的活化，则会使得它的底物，如：ＮＡＤ＋、ＡＴＰ衰竭，最终导致细胞死亡［２１］。

现在已经知道，ＮＭＤＡ受体的活化引发的氧化应激、兴奋性毒性等均可致使ＰＡＲＰ－Ｉ活化。

最近的实验资料也证明，Ａ　肽也可以使得ＰＡＲＰ－Ｉ基础活性提高。

小胶质细胞活化也是ＡＤ的一个重要的病理特征，它被活化后可释放一系列免疫因子，而此类因子表达的失调，对神经细胞是有毒性作用的。

小胶质细胞在ＡＤ中的作用可能是通过以下两种途径实现的　：（１）ＩＬ－１α刺激神经细胞产生大量淀粉样　蛋白前体蛋白（β－ａｍｙ－ｌｏｉｄ　ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ　ｐｒｏｔｅｉｎ，β－ＡＰＰ）而间接促进淀粉样β蛋白过量产生，老年斑形成。

（２）ＩＬ－１α还可以通过正反馈再作用于小胶质细胞，引起其进一步增生、活化并产生大量的细胞因子，如肿瘤坏死因子、白介素１及白介素６等。

这些因子进一步刺激星形胶质细胞增生、活化，而星形胶质细胞作为ＡＤ老年斑的组成成分参与老年斑的形成。

已经有研究表明，随着ＡＤ的发展，小胶质细胞的活性增加［２２］。

５．　展望
自从阿尔茨海默病发现一百年以来，关于ＡＤ的致病机制的研究就从来没有停止过，我们期望着通过对致病机制的研究，最终能够提供新的有效的治疗手段、研制新的药物。

目前，Ａβ神经毒作用为人们所普遍接受，认为它可能是ＡＤ发生和发展的重要因素。

随着研究的不断深入，研究者们［５，７］发现，细胞周期异常是除了Ａβ之外，又一个与ＡＤ有关的病理特征，并且在ＡＤ很早的时期就已经发生。

这些病理特征的发现将会为我们更好的了解ＡＤ发生的分子机制提供更多的线索。

但是还有许多的问题需要解决，例如：促使神经元进入细胞周期的因子到底是什么？它是通过怎样的途径活化细胞周期蛋白的？细胞分裂的阻止又是怎样实现的等等。

在ＡＤ中，神经细胞内的许多过程都发生着重要的变化，包括Ｃａ２＋稳态的失调、内质网应激、神经胶质细胞的活化等。

在起始阶段，它们可能通过各种信号通路激活与修复有关基因的表达而起到自我保护作用。

但长期、持续的反应就会激活导致细胞死亡的级联反应。

从这个角度而言，这些早期的变化可以作为疾病早期的一个预警信号，为疾病的早期发现和干预提供重要的线索。

神经元的退化机制相当复杂，是细胞内部的基因与外界环境互相作用的结果，它们通过复杂的通路最终决定了细胞的存活还是死亡。

但现在的研究仅仅限于现象的层面上，包括Ｃａ２＋稳态的失调、内质网应激、神经胶质细胞的活化。

至于它们的因果关系和调节的细节并不清楚，这些空白还有待于我们的进一步研究。

参　考　文　献
［１］Ｍｉｇｌｉｏｒｅ　Ｌ　ｅｔ　ａｌ．　Ｎｅｕｒｏｂｉｏｌ　Ａｇｉｎｇ，２００５，２６（５）：　５８７－５９５［２］Ｖｉｎｃｅｎｔ　Ｉ　ｅｔ　ａｌ．　Ｊ　Ｃｅｌｌ　Ｂｉｏｌ，１９９６，１３２（３）：　４１３－４２５
［３］Ｖｉｎｃｅｎｔ　Ｉ　ｅｔ　ａｌ．　Ｊ　Ｎｅｕｒｏｓｃｉ，１９９７，１７（１０）：　３５８８－３５９８
［４］ＭｃＳｈｅａ　Ａ　ｅｔ　ａｌ．　Ａｍ　Ｊ　Ｐａｔｈｏｌ，１９９７，１５０（６）：　１９３３－１９３９［５］Ｎｅｖｅ　ＲＬ　ｅｔ　ａｌ．　Ｂｉｏｃｈｉｍ　Ｂｉｏｐｈｙｓ　Ａｃｔａ，２００７，１７２２（４）：　４３０－４３７［６］Ｎａｇｙ　Ｚ　ｅｔ　ａｌ．　Ｂｉｏｃｈｉｍ　Ｂｉｏｐｈｙｓ　Ａｃｔａ，２００７，１７７２：　４０２－４０８
ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ　ＯＦ　ＬＩＦＥ　２００７，２７（４）
［７］Ｌａｎｇｌｅｙａｎｄ　Ｂ　ｅｔ　ａｌ．　Ｊ　Ｎｅｕｒｏｓｃｉ　Ｒｅｓ，２００４，７７（５）：　６２１－６２９［８］Ｐａｔｒｉｃｋ　ＧＮ　ｅｔ　ａｌ．　Ｎａｔｕｒｅ，１９９９，　４０２（６７６２）：　６１５－６２２［９］Ｃｈｅｎ　Ｙ　ｅｔ　ａｌ．　Ｊ　Ｂｉｏｌ　Ｃｈｅｍ，　２０００，　２７５（１２）：　８９２９－８９３５．
［１０］Ｓｈａｋｅｄ　ＧＭ　ｅｔ　ａｌ．　ＦＡＳＥＢ　Ｊ，２００６，２０（８）：　１２５４－１２５６
［１１］Ｒｏｖｅｌｅｔ－Ｌｅｃｒｕｘ　Ａ　ｅｔ　ａｌ．　Ｎａｔ　Ｇｅｎｅｔ，２００６，３８（１）：　２４-2６［１２］Ｓｌｅｅｇｅｒｓ　Ｋ　ｅｔ　ａｌ．　Ｂｒａｉｎ，２００６，１２９：　２９７７-2９８３
［１３］Ｙａｎｇ　Ｙ　ｅｔ　ａｌ．　Ｊ　Ｎｅｕｒｏｓｃｉ，２００６，２６（３）：　７７５－７８４
［１４］Ｐａｒｋ　ＳＹ　ｅｔ　ａｌ．　Ｊ　Ｎｅｕｒｏｓｃｉ，２００５，２５：　５３６５－５３７５［１５］Ｐａｒｋ　ＳＹ　ｅｔ　ａｌ．　Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ，２００７，１４４（１）：　１１９－１２７
［１６］Ｏｌｎｅｙ　ＪＷ　ｅｔ　ａｌ．　Ｒｅｓｔｏｒ　Ｎｅｕｒｏｌ　Ｎｅｕｒｏｓｃｉ，１９９８，１３（１－２）：　７５-8３［１７］Ｋｕｄｏ　Ｔ　ｅｔ　ａｌ．　Ａｎｎ　Ｎ　Ｙ　Ａｃａｄ　Ｓｃｉ，２００２，９７７：　３４９－３５５
［１８］Ｆｅｒｒｅｉｒｏ　Ｅ　ｅｔ　ａｌ．　Ｎｅｕｒｏｂｉｏｌ　Ｄｉｓ，２００６，２３（３）：　６６９－６７８
［１９］Ｍａｎｃｚａｋ　Ｍ　ｅｔ　ａｌ．　Ｎｅｕｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｍｅｄ，２００４，５（２）：　１４７-1６２［２０］Ｒｅｄｄｙ　ＰＨ　ｅｔ　ａｌ．　Ｈｕｍ　Ｍｏｌ　Ｇｅｎｅｔ，２００４，１３（１２）：　１２２５-1２４０［２１］Ｓｈｅｌｉｎｅ　ＣＴ　ｅｔ　ａｌ．　Ｅｕｒ　Ｊ　Ｎｅｕｒｏｓｃｉ，２００３，１８（６）：　１４０２-1４０９［２２］Ｘｉａｎｇ　Ｚ　ｅｔ　ａｌ．　Ｄｉｓ　Ｍａｒｋｅｒｓ，２００６，２２（１－２）：　９５－１０２
文章编号： １０００－１３３６（２００７）０４－０３１０－０３
Ｄｉｃｅｒ与ｓｉＲＮＡ和ｍｉＲＮＡ的作用机制
陈 双 汤 华
（　天津医科大学天津市生命科学中心实验室，天津３０００７０　）
摘要：Ｄｉｃｅｒ（ＤＣＲ）属于ＲＮａｓｅⅢ家族成员，大小约为２００　ｋＤ，是ＲＮＡｉ途径中的重要蛋白质，其作用是将ｄｓＲＮＡ剪切成ｓｉＲＮＡ，此外ＤＣＲ还参与了另外一种非编码小ＲＮＡ　：ｍｉＲＮＡ的形成，这两种小ＲＮＡ可以通过与其同源的靶ｍＲＮＡ的结合来抑制某些特定基因的表达，即转录后基因沉默（ｐｏｓｔ－ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌ　ｇｅｎｅ　ｓｉｌｅｎｃｉｎｇ，ＰＴＧＳ）。

关键词：ＤＣＲ；ＲＮＡｉ；ｍｉＲＮＡ；ｓｉＲＮＡ
中图分类号：Ｑ７１
Ｄｉｃｅｒ（ＤＣＲ）属于ＲＮａｓｅⅢ家族成员，由ＤＣＲ基因编码，在ｓｉＲＮＡ和ｍｉＲＮＡ的产生过程中起着重要的作用。

ＲＮａｓｅⅢ是双链ＲＮＡ特异性核酸内切酶，其家族共分三类：第一类包括来源于细菌和真菌的ＲＮａｓｅⅢ，含一个保守的ＲＮａｓｅⅢ结构域和一个与之相邻的双链ＲＮＡ结合区域（ｄｓＲＮＡ－ｂｉｎｄｉｎｇ　ｄｏｍａｉｎ，ｄｓＲＢＤ）；第二类包括Ｄｒｏｓｈａ及其同源物，含相继的两个ＲＮａｓⅢ域和一个ｄｓＲＢＤ，以及一段未知功能的氨基末端延伸区域；第三类是ＤＣＲ及其同源物。

ＤＣＲ蛋白最早在果蝇中发现，为一种约２００　ｋＤ的多结构域蛋白质，含有５个结构域：１个ＤＥｘＨ型ＡＴＰ依赖的Ｎ末端解旋结构域；１个ＰＡＥ结构域；２个ＲＮａｓｅⅢ结构域；１个ｄｓＲＮＡ结合结构域。

ＤＣＲ以同源二聚体形式发挥作用。

ＤＣＲ的二聚化主要是凭借其ＲＮａｓｅⅢ结构域。

完整的ＲＮａｓｅⅢ结构域使ｄｓＲＮＡ被切割成１２￣１５　ｎｔ的片段，是ｓｉＲＮＡ长度的一半。

二聚化的ＲＮａｓｅⅢ结构包含２个反应中心，每个中心有２个氨基酸残基聚集区，一个区域包含Ｇｌｕ３７、Ａｓｐｌ０７和Ｇｌｕ１１０，另一个包含Ｇｌｕ３７和Ｇｌｕ６４。

目前已经证明了ｄｓＲＢＤ和ＲＮａｓｅⅢ结构域参与了ｄｓＲＮＡ的结合与剪切，ＰＡＺ结构域有助于识别底物［１］。

对ＰＡＺ结构域进行突变，可以明显地抑制ＤＣＲ的活性，而且这种抑制对包含有３＇端悬垂的ｄｓＲＮＡ而言效应更强烈。

这说明了ＤＣＲ的ＰＡＺ结构域参与了对３＇末端悬垂的识别。

随着科学技术的迅猛发展，ＤＣＲ陆续在其他生物体内发现，Ｐｒｏｖｏｓｔ等［２］克隆的全长人ＤＣＲ，分子量为２１８　ｋＤ，具有核酸内切酶活性及ｄｓＲＮＡ结合活性。

ＤＣＲ在生物进化过程中具有高度的保守性，存在于多数生物体内，包括线虫、果蝇、拟南芥（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ｔｈａｌｉａｎａ）和哺乳动物等体内均具有同源物。

１．　ＤＣＲ与ｓｉＲＮＡ
１．１　研究背景 ＲＮＡ干扰（ＲＮＡｉ）是生物本身对ｄｓＲＮＡ入侵的一种进化性的保守反映机制，是转录后调控的一种重要途径，也称为转录后基因沉默，是双链ＲＮＡ分子阻断或者降低同源基因表达的现象。

这种现象存在于几乎所有的真核组织中。

１９９５年，康奈尔大学的
收稿日期：２００７－０３－０５
作者简介：陈　双（１９８２－），男，汉族、硕士研究生，Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｈｕａｎｇ７３３２＠１６３．ｃｏｍ；汤　华（１９６３－），男，博士生导师，联系作者，Ｅ－ｍａｉｌ：　ｈｔａｎｇ２００２＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ。