Caspase家族与细胞凋亡
Caspase,BCL-2蛋白家族与细胞凋亡调控机制
Caspase,BCL-2蛋白家族与细胞凋亡调控机制1972年，Kerr等提出细胞凋亡的概念，细胞凋亡（apoptosis）又谓细胞程序化死亡（programmed cell death ,PCD）是一种参与了生物体许多过程的细胞去除机制，是由基因编程调控的细胞主动自杀过程。
生物体通过这种机制完成对衰老细胞和畸形细胞的清除。
另外细胞凋亡对胚胎发育，免疫耐受，细胞群体稳定等有重大影响，并且对进一步深入研究艾滋病，癌症等对人类的生存构成严重威胁的疾病有潜在的价殖。
因此，许多年以来，细胞凋亡一直是生物领域科研研究的热点。
细胞凋亡的过程非常复杂，与此有关的两大家族bcl-2,caspase对细胞凋亡的调控起着举足轻重的作用，本文就这两大家族对细胞凋亡的调控机制影响作一综述。
1 BCL-2蛋白家族BCL-2蛋白家族分为三个亚族，原生存亚族（Pro-suvival subfamily）即BCL-2亚族成员有BCL-2, BCL-CL, KS-BCL-2, BCL-W, MCL-1,BHRF1, NR-B,ORF16, LMW5-HL,AL,FIB-19K,及 CED-9;两个原凋亡家族（Proapoptotrc subfamily）是Bax and BH3亚族。
Bax,bak, bid及egl-1属bh3亚族【1】。
其中15种蛋白为哺乳动物（主要是人）所有，nr-3为鸡所有，线虫c.elegans中的蛋白有ced-9及egl-1,病毒蛋白有LMW5-HL,BHRF1,ORF-16,KS-BCL-2和EIB-19K,BCL-2家族在细胞凋亡过程中起到调节者的作用。
1.1 细胞周期细胞增殖可以启动PCD，在一定条件下，bax能加速细胞周期进程。
而BCL对凋亡的阻遏抑制细胞增殖受阻碍的细胞也难以再进入细胞周期的淋巴细胞中，BCL-2造成的生长抑至与阻碍转录因子NFZF(Nucleaar Factor Assocciate Transcription)激活相关，另外对FAS信号途径的干扰会抑至细胞。
Caspase与细胞凋亡
Caspase与细胞凋亡Caspase与细胞凋亡沈阳市第一人民医院神经内科（110041）李莉摘要：细胞凋亡，又称程序性细胞死亡（Programmed cell death, PCD）是机体生长发育、细胞分化和病理状态中细胞自主性死亡过程。
是细胞内由基因编码调控的按严格程序执行的细胞自杀过程。
细胞凋亡是细胞生长发育过程的重要生命现象，是目前生物医学领域中的一个重要研究课题。
阐明细胞凋亡的分子机制可对一些疾病的防治（如肿瘤，神经退行性疾病等）产生积极影响。
许多实验提示细胞凋亡涉及一个瀑布式（Cascade）基因表达过程。
半胱氨酸蛋白酶（Caspase）在细胞凋亡中发挥始动和效应作用。
本文就其生物学特性及其在凋亡中的作用机制作一综述。
关键词：Caspase；细胞凋亡细胞凋亡的原词Apoptosis由两个拉丁字组成。
Apo指离开，ptosis是落下，意思是细胞凋亡有如秋天落叶，到一定时候即失去生命力，遂即脱落，细胞凋亡，又称程序性细胞死亡（Programmed cell death，PCD）是机体生长发育、细胞分化和病理状态中细胞自主性死亡过程，是细胞内由基因编码调控的，按严格程序执行的细胞自杀过程。
通常需要30到60分钟，细胞凋亡形态学上的变化主要有DNA破碎，染色质凝集，细胞皱缩，线粒体肿胀和凋亡小体形成，而整个过程的结束以凋亡小体被吞噬为标志。
多数类型细胞在凋亡的最后阶段发生细胞核DNA的降解：DNA降解成180-200bp或其倍数的片段，因此在琼脂糖凝胶电泳上可见到有特征性的梯形图谱。
目前对凋亡的研究深入到分子水平，发现多种半胱氨酸蛋白酶（Cysteine aspartase）在细胞凋亡之中发挥着重要作用。
1、什么是Caspase通过对美丽线虫（nematode caenorhabditis elegans）的细胞死亡机制的研究发现，至少有3个基因直接参与了细胞凋亡的调节。
ced-3、ced-4直接介导细胞死亡，为促凋亡基因，其编码的蛋白分别为CED-3、CED-4、ced-3在细胞中起关键作用，称为线虫自杀基因，CED-3则称为死亡蛋白酶；ced-9则拮抗其作用，为抗凋亡基因，其编码的蛋白质为CED-9。
细胞凋亡中Caspase-3活性的检测
细胞凋亡中Caspase-3活性的检测关键词：细胞凋亡活性检测执行分子 2012-09-27 18:04 来源：互联网点击次数：5249Caspase家族在介导细胞凋亡的过程中起着非常重要的作用，其中caspase-3为关键的执行分子，它在凋亡信号传导的许多途径中发挥功能。
Caspase-3正常以酶原（32KD）的形式存在于胞浆中，在凋亡的早期阶段，它被激活，活化的Caspase-3由两个大亚基（17KD）和两个小亚基（12KD）组成，裂解相应的胞浆胞核底物，最终导致细胞凋亡。
但在细胞凋亡的晚期和死亡细胞，caspase-3的活性明显下降。
1 Western blot 分析Procaspase-3的活化，以及活化的Caspase-3及对底物多聚（ADP-核糖）聚合酶[poly（ADP-ribose）polymerase，PARP]等的裂解。
方法：收集细胞→PBS洗涤→抽提细胞裂解液→蛋白定量→SDS-PAGE电泳→硝酸纤维素膜或PVDF膜转移→5%脱脂奶粉封闭，室温1.5~2h或4°C过夜→Caspase-3多抗或单抗室温反应1~2h或4°C过夜→TBS-T（含0.05% Tween 20的TBS）洗3次，5~10min/次→H RP-标记的羊抗鼠IgG或AP标记的羊抗鼠IgG室温反应1~2h→ TBS-T洗3次， 5~10min/次?→ECL显影或NBT/BCIP显色。
结果如下图2 荧光分光光度计分析原理：活化的Caspase-3能够特异切割D1E2V3D4-X底物，水解D4-X肽键。
根据这一特点，设计出荧光物质偶联的短肽Ac-DEVD-AMC。
在共价偶联时，AMC不能被激发荧光，短肽被水解后释放出AMC，自由的AMC才能被激发发射荧光。
根据释放的AMC荧光强度的大小，可以测定caspase-3的活性，从而反映Caspase-3被活化的程度。
方法：收获细胞正常或凋亡细胞?PBS洗涤?制备细胞裂解液?加Ac-DEVD-AMC （caspase-3四肽荧光底物）?37°C反应1h?荧光分光光度计（Polarstar）分析荧光强度（激发光波长380nm，发射光波长为430-460nm）。
caspase家族
细胞色素c
Caspase-8酶原 活化的 Caspase-8 CARD Caspase-9酶原 活化的 Caspase-3 活化的 Caspase-9 Apaf-1
Caspase-3酶原
凋亡复合体
切割底物，产生效应
细胞凋亡的膜受体通路
FASL+FAS +FADD
凋亡诱导复合物（DISC） 胞质中游离的caspase8聚集到这个复合物上 细胞有足够caspase8 死亡受体活化， 细胞凋亡 细胞caspase8浓度不够 切割Bid tBid从胞质到线粒体 CtyC 释放
未活化的caspase 酶原Y
原结构域
活化的caspaseX
较多活化的caspaseY
大量活化的caspaseZ
切割细胞质蛋白
切割细胞核蛋白
外源途径 内源途径 其他刺 激因素
Fas DD FADD
Fas DD + DD DED
Fas
Fas DD DED DISC切的Bid
2002年诺贝尔医学及生理学奖
凋亡起始者 Caspase 9、8、2、10、11
同性活化——切割自身前体
凋亡执行者 Caspase 3、6、7
异性活化——切割结构蛋白、功能蛋白
Caspase级联效应
NH2 活化的 caspase X
大亚基
切割位点
小亚基 切割活化 COOH 活化的 caspase Y
Caspase 家族
及其在细胞凋亡中的作用
Caspase （天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水解酶）
是一组存在于细胞质中具有类似结构的蛋白
酶，它们的活性位点均包含Cys残基，能够特异 性的切割靶蛋白Asp残基后的肽键。Caspase能 选择性的切割某些蛋白质，从而造成细胞凋亡。
Caspase的活化及其在细胞凋亡中的作用
当细胞受到某些刺激时，线粒体释放出促凋亡因子，如 Bcl-2家族的成员，这些因子会激活Caspase-9，进而激活 下游的Caspase，引发细胞凋亡。
内质网途径
当内质网应激时，会释放出Ca2+和活性氧，这些物质会 激活Caspase-12，进而引发细胞凋亡。
04 Caspase活化的研究方法
Caspase的活化及其在细胞凋亡 中的作用
目 录
• 引言 • Caspase的概述 • Caspase在细胞凋亡中的作用 • Caspase活化的研究方法 • Caspase活化与疾病的关系 • 展望与未来研究方向
01 引言
研究背景
细胞凋亡是生物体内一种重要的生理过程，它涉及到一系列复杂的分子事件和信 号转导途径。Caspase是一类在细胞凋亡过程中起关键作用的蛋白酶，其活化是 细胞凋亡的标志之一。
细胞凋亡的概述
01
细胞凋亡是细胞自我消亡的过程，是机体正常发育和维持内环 境稳定的重要机制。
02
细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡，涉及一系列复杂的生化
反应。
细胞凋亡过程中，细胞膜保持完整，不会引起周围组织的炎症
03
反应。
Caspase在细胞凋亡中的角色
01
Caspase是一类蛋白酶，在细胞凋亡过程中起关键作 用。
当死亡受体（如Fas或TNFR）与其配体结合后，会募集并活化Caspase-8，引发细胞凋亡。
线粒体途径
当细胞受到某些刺激时，线粒体释放凋亡因子（如Cytochrome c），与Caspase-9前体结合 形成复合物，激活Caspase-9，进而活化效应Caspase引发细胞凋亡。
03 Caspase在细胞凋亡中的 作用
Caspase家族与细胞凋亡的关系
Caspase家族与细胞凋亡的关系一、本文概述细胞凋亡，也被称为程序性细胞死亡，是一种由基因控制的细胞自主有序的死亡方式。
它在生物体的发育、生长、平衡和稳态维持等过程中起着至关重要的作用。
在细胞凋亡的过程中，Caspase家族蛋白酶起着关键的角色。
本文旨在深入探讨Caspase家族与细胞凋亡之间的关系，包括Caspase家族的基本特性、它们在细胞凋亡中的功能机制，以及相关的调控网络和潜在应用。
我们将对Caspase家族进行简要的介绍，包括其成员的分类、结构特点以及活性调控等。
然后，我们将详细阐述Caspase家族在细胞凋亡过程中的关键作用，包括凋亡信号的接收、传递、放大和执行等阶段。
我们还将探讨Caspase家族与其他凋亡相关蛋白的相互作用，以及它们在细胞凋亡调控网络中的地位。
我们将展望Caspase家族在未来生物医学研究中的应用前景，特别是在癌症治疗、神经退行性疾病防治等领域中的潜在作用。
通过本文的阐述，我们期望能够更深入地理解Caspase家族与细胞凋亡的关系，为未来的生物医学研究提供有益的参考和启示。
二、Caspase家族概述细胞凋亡，也称为程序性细胞死亡，是生物体内一种至关重要的生理过程，负责维持机体的稳态，去除受损或不需要的细胞。
在这一过程中，Caspase家族扮演着核心的角色。
Caspase，全称为半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（Cysteine-dependent Aspartate-directed Proteases），是一组存在于细胞质中的半胱氨酸蛋白酶，具有特定的天冬氨酸切割位点。
Caspase家族成员众多，按其功能和在凋亡过程中的作用，可以分为启动型Caspase（也称为上游Caspase，如Caspase-2, -8, -9, -10）和执行型Caspase（也称为下游Caspase，如Caspase-3, -6, -7）。
启动型Caspase在凋亡信号刺激下首先被激活，然后它们会激活执行型Caspase。
细胞凋亡蛋白酶caspase专家讲座
介导细胞凋亡路径中起辅助作用。
细胞凋亡蛋白酶caspase专家讲座
第5页
Caspase特点
Caspase是一个含有特异天冬氨酸半胱氨酸蛋白酶，是一 组在细胞凋亡过程中起着关键作用酶，且含有以下特点：
①和ICE（ IL-1b转化酶）有同源性； ②以半胱氨酸作为裂解底物亲核基团； ③对催化底物天冬氨酸有特异性，即催化时底物天冬氨酸 羧基端肽键断裂； ④有高度保守QACXG(X为R、Q或G)五肽序列； ⑤通常以无活性酶原形式存在，须经过水解其氨基端一段 序列而激活； ⑥活化Caspase可水解底物，并经过级联放大诱发凋亡； ⑦通常含有抑制剂，预防Caspase酶原被偶然激活而对正常 细胞造成损伤。
内源性细胞凋亡路径起始于线粒体，细胞凋亡信号刺激细 胞色素 c（Cytc）从线粒体中释放并与凋亡蛋白活化因子-1 （Apaf-1）结合，募集并激活caspase-9，然后激活下游 caspase3、caspase-8 诱导细胞凋亡发生。
Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9 表示量伴随染毒剂量升 高呈上升趋势，DEHP 经过内源性线粒体促凋亡路径诱导卵巢 细胞凋亡，进而损害雌性动物卵巢功效。
细胞凋亡存在于多细胞生物整个生命过程当中，可及时去除 机体内多出和受损伤细胞，维持讲座
第2页
细胞凋亡
接收凋亡信号
凋亡调控分子间相互作用
蛋白水解酶活化
进入连续反应过程
4类蛋白分子： 凋亡蛋白酶(caspases)、衔接蛋白(adapterproteins)、Bcl一2和凋亡抑制蛋白(IAPs）。
在脑组织损伤、缺血和发育中凋亡过程中可检测到 caspase-3 活性增强，caspase-3 与 BDE-209 暴露存在剂量关系， 且联合窒息可加重这种损伤作用。
细胞凋亡相关蛋白研究进展(1)
细胞凋亡相关蛋白研究进展(1)细胞凋亡相关蛋白研究进展细胞凋亡（apoptosis）是指细胞在遭受损伤或发生异常时主动死亡的一种程序性死亡方式。
细胞凋亡不仅有重要的生物学意义，同时也与多种疾病的发生和发展密切相关。
在细胞凋亡的过程中，许多蛋白因子发挥着关键作用，本文将着重介绍细胞凋亡相关蛋白的研究进展。
1. Bcl-2家族蛋白Bcl-2家族蛋白是最早被发现的与细胞凋亡相关的蛋白家族，其中既有促进细胞存活的蛋白（如Bcl-2、Bcl-xL等），也有促进细胞凋亡的蛋白（如Bax、Bak等）。
目前，许多研究表明Bcl-2家族蛋白对人体各种疾病的发生和发展都具有重要影响，并且在癌症治疗方面有着很好的应用前景。
2. caspase家族蛋白caspase家族蛋白是细胞凋亡过程中最重要的蛋白分子。
这一家族的蛋白能够在细胞凋亡的关键时间点上，参与并引导细胞自我消除的过程。
针对caspase家族蛋白的研究，已经为众多疾病的治疗提供了新的方向与策略。
3. p53蛋白p53蛋白是一种重要的转录因子，在细胞凋亡的过程中广泛发挥着抑制肿瘤、促进细胞凋亡等多种作用。
许多研究表明，针对p53蛋白的疾病治疗策略具有广泛应用前景，而且近年来关于p53蛋白的研究也逐渐深入。
4. 凋亡诱导因子（AIF）AIF是一种蛋白质，主要功能是进一步促进细胞凋亡，并能够在细胞发生凋亡时候，通过与线粒体之间的分离作用，从而释放出线粒体内的氧化氢酶等分子物质。
当前许多研究表明，针对AIF的药物开发治疗策略，将对研究许多疾病和疾病治疗的提供有力的支持。
综上所述，细胞凋亡相关蛋白的研究有着重要的科学意义和实用价值。
在未来的研究中，发掘新的有效的抑制机制，并利用已有的针对蛋白的治疗策略得到进一步优化和应用，将极大地推动相关领域的研究进展和新药研发。
Caspase
Caspase生化特性caspase家族属于半胱氨酸蛋白酶，一般在细胞内以无活性酶形式存在；当其作用于特异性底物，产生异二聚体，同时发出光子。
Caspase检测凋亡的原理通过检测细胞内caspase酶活性了解细胞的凋亡功能。
试剂渗透进入细胞后，使细胞内caspase 酶释放，作用于其特异性底物，产生发光体或荧光，发光酶（荧光酶）作用于发光体，产生光。
发光度与细胞内caspase酶活性成正比。
Caspase酶活性反映了细胞内凋亡途径激活情况，即细胞的凋亡能力。
如何做对照组？阴性对照：caspase抑制剂和培养基；或者只加完全培养基。
试剂盒没有caspase抑制剂？不必要。
Caspase试剂盒组成：caspase3/7特异性底物；含发光酶，细胞溶解液的缓冲液。
Caspase试剂盒分类：caspase3/7,caspase8,caspase9.(后两个是内源性凋亡途径参与物）试剂盒的选择：一般细胞凋亡检测选用caspase3/7试剂盒，如果用于分析凋亡上游启动子，根据对凋亡途径（内源性/外源性）的兴趣，选择caspase8/caspase9试剂盒即可。
Caspase3/7介绍Caspase3/7是一种发光分析法，可用于检测粘附细胞或悬浮生长细胞内caspase3/7的酶活性。
试剂盒中包含了发光前体caspase3/7的Z-DEVD-aminoluciferin 冻干底物，DEVD为抑制剂，保证了试剂盒的特异性。
底物被切割后产生发光体，发光体作为发光酶的底物与之反应后，发出光。
Caspase3/7试剂已经对caspase酶活力，发光酶活力以及细胞溶解做了优化。
将试剂以混合物形式加入样本，导致细胞溶解，底物的切割和产生流性光信号。
可用于研究细胞凋亡和凋亡抑制。
实验大概需用2小时一轮。
检测波长一般检测发光体没有内置的波长选择功能，都采用全部可见光检测。
原因有二：1.不需用滤光；2.滤光后敏感度降低。
内源性凋亡途径：病毒，紫外线或线粒体胞膜破坏，细胞色素C释放至胞液等因素导致内源性凋亡途径激活，从而产生含有caspase-9前体的凋亡小体复合物，复合物导致caspase-9活化，接着caspase-9使下游介导凋亡的死亡效应caspase酶活化，包括caspase3,caspase6,caspase7。
Caspase ,BCL-2蛋白家族与细胞凋亡调控机制
Caspase ,BCL-2蛋白家族与细胞凋亡调控机制【摘要】细胞凋亡是一种重要的细胞死亡方式，由多种分子调控。
Caspase 和BCL-2蛋白家族在细胞凋亡中起关键作用。
Caspase是主要的凋亡调控蛋白酶，参与凋亡信号传导和执行。
BCL-2蛋白家族调节细胞生存和死亡，其中一些成员促进凋亡，而另一些抑制凋亡。
Caspase与BCL-2蛋白家族之间存在复杂的相互作用，调控细胞凋亡的进行。
研究进展显示，细胞凋亡在各种疾病中起着重要作用，如癌症和神经退行性疾病。
Caspase ,BCL-2蛋白家族与细胞凋亡调控机制对于疾病治疗具有重要意义。
未来的研究应该注重解析这些调控机制，探索潜在的临床应用，为疾病治疗提供新的方向和策略。
【关键词】关键词：Caspase、BCL-2蛋白家族、细胞凋亡、调控机制、相互作用、研究进展、疾病、重要性、未来研究方向、临床应用。
1. 引言1.1 细胞凋亡的定义细胞凋亡是一种程序性死亡形式，是生物体内一种重要的生理现象。
在细胞凋亡中，受到内外部环境刺激的细胞会按照一定的信号传导途径，通过活化特定的蛋白酶（Caspase）而发生程序性死亡。
与坏死不同，凋亡是一种高度有序、规范的细胞死亡过程，其过程可精确调控，不会引起身体的炎症反应。
细胞凋亡在生物体内担负着维持组织稳定、清除异常细胞、调控身体发育和免疫应答等重要功能。
细胞凋亡的过程往往伴随着细胞内外环境的变化，如DNA损伤、细胞内信号分子的改变等。
在接收到适当信号后，细胞会通过内在或外在通路触发凋亡程序。
通过对细胞凋亡调控机制的研究，人们可以深入了解细胞生命活动的调控规律，为疾病的治疗和预防提供新的思路。
细胞凋亡的定义不仅仅是细胞死亡的一种形式，更为我们揭示了生命活动中一种重要的规律和机制。
1.2 Caspase的作用Caspases是一类半胱氨酸蛋白酶，在细胞凋亡中扮演着至关重要的作用。
它们被称为“凋亡酶”，因为它们能够促进或执行细胞凋亡过程。
caspase家族及在细胞凋亡中的作用
caspase家族及在细胞凋亡中的作用caspase家族及在细胞凋亡中的作用admin注:本文仅是基础知识，目前这方面进展十分快，需要更新更多的知识。
如caspase家族目前发现至少14种。
这里仅介绍几种常见的成员。
目的是让大家了解到caspase家族的概况，以及在细胞凋亡中的作用。
一caspase家族蛋白酶的组成未活化的caspase家族蛋白酶是以酶原形式存在的，酶原的氨基端有一段被称为“原结构域”(pro-domain)的序列。
酶原活化时不但要将原结构域切除，并且要将剩余部分剪切成一大一小两个亚基，分别称为P20和P10，活性酶就是由这两种亚基以(P20/P10) 2的形式组成的。
这种活化反应也是Asp特异的，剪切发生在酶原中保守序列的Asp与其后的氨基酸残基之间，一般是先切下羧基端的小亚基，然后再从大亚基的氨基端切去原结构域。
这种剪切可以是酶原及中间活性酶自我催化，也可以是其它ICE家族蛋白酶的作用，还有其它酶类如颗粒酶B 参与。
表5. caspase家族蛋白酶的识别序列及作用底物蛋白酶名称别名识别序列底物caspase 1ICE YVAD pro-IL-1 , pro-caspase 3,pro-caspase 4caspase 4TX, ICH-2,ICErel-IIpro-caspase 1caspase 5ICErel-III, TYmICH3mICH4caspase 2ICH-1PARPcaspase 9ICE-LAP6, Mch6PARPcaspase 3CPP32, Yama,apopain DEVD PARP, DNA-PK, SRE/BP, rho-GDI, KCθcaspase 6Mch2VEID lamin Acaspase 7Mch3, ICE-LAP3,CMH-1DEVD PARP, pro-caspase 6caspase 8MACH, FLICE, Mch5DEVD pro-caspase3,4,7,9,10caspase 10Mch4YVADcaspase 11ICH3, FLICE2CED-3已命名的caspase家族成员均已克隆成功，它们不但在氨基酸序列上具有同源性，而且在空间结构上也很相似。
细胞凋亡相关蛋白研究进展
2、BCL- 2 家族蛋白
Bcl-2被以为是细胞凋亡蛋白家族中最主要旳调控 蛋白。它们在线粒体参加旳凋亡途径中起调控作 用，能控制线粒体中细胞色素c等凋亡因子旳释放。
Bcl- 2 家族分为两大类: 一类是抗凋亡蛋白, 主 要涉及Bcl- 2、Bcl- xL 和 Bcl- w等; 另一类是 促凋亡蛋白, 主要涉及 Bax、Bak、Bid、Bim 和 Bad 等。
在线粒体损伤后，细胞色素C从构建旳孔隙中进入细 胞液，与抗恶性贫血因子1和caspase-9构成了凋亡 复合体。在caspase-9被激活后，再作用于其下游旳 caspase-3酶原，活化旳caspase-3作为效应子，作 用于不同旳靶分子，经蛋白水解作用造成细胞凋亡 。
3、P53蛋白
肿瘤克制蛋白 p53 在维持蛋白组旳完整 性中起着主要旳作用。p53 作为一种转录 因子对 DNA损伤做出反应,并诱导下游蛋 白如 p21, Mdm2 和 Bax 旳体现, 这些下 游蛋白能够调整细胞周期和凋亡。正常旳 p53 在细胞里旳功能有多种, 但目前研究 最多旳有两种, 一种是克制细胞分裂, 让 其停留在细胞周期旳 Gl 期,另一种是使 细胞凋亡, 此两种功能与 p53 转录旳能 力都有一定程度旳联络。
细胞凋亡有关蛋白旳研究进展
序言：
细胞凋亡是细胞旳一种基本生物学现象, 在多 细胞生物清除不需要旳或异常旳细胞中起着必 要旳作用。
细胞凋亡是多蛋白严格控制旳过程, 伴随分子 生物学技术旳发展对多种细胞凋亡旳过程有了 较为进一步旳认识, 但是迄今为止凋亡过程确 切机制尚不完全清楚。
细胞凋亡是一种主动过程,它涉及一系列蛋白 旳激活、 体现以及调控等旳作用。其中 caspase 家族蛋白、Bcl- 2 家族蛋白和 p53 蛋白、 survivin 蛋白等在凋亡旳信号转导中 扮演着主要角色。
Caspases与细胞凋亡
动物医学进展,2003,24(1):53255P rogress in V eterinary M edicineCasp ases与细胞凋亡李嘉琦1,吴 娟1,2(1.中国医学科学院协和医科大学医学生物学研究所,云南昆明650118;2.云南烟草科学研究院生物技术重点实验室,云南昆明650106)中图分类号:Q255 文献标识码:A文章编号:100725038(2003)0120053203摘 要:Casp ases是一类蛋白裂解酶,在细胞内以无活性的酶原形式存在。
Casp ases具有半胱氨酸激活位点和底物裂解位点,当作用于胞内特异性底物后将引起细胞凋亡。
Casp ases的底物特异性由其裂解位点N-端的4个氨基酸残基决定,其底物裂解部位通常位于靶蛋白质一级结构中A sp残基后,数目由一个到多个不等。
Casp ase酶系作为细胞凋亡的中枢效应器,在细胞凋亡的启动及进程中发挥着极为重要的作用。
无活性的casp ases酶原主要通过上游casp seses加工机制、邻近诱导机制或偶联调节亚基机制三种方式被激活而引发细胞凋亡。
细胞凋亡是细胞生命活动的基本特征之一。
本文就引起凋亡的酶系和细胞凋亡的生化机理加以综述。
关键词:细胞凋亡;casp ase;生化机制动物体内绝大多数细胞在一定的发育阶段会发生正常的自然死亡,这是一种有秩序、有控制、有预定程序的死亡过程,即细胞程序性死亡,以便能有效地清除体内过量或有潜在危险性的细胞,保持体内不同类型细胞间的适当平衡,这种平衡对于器官形成,功能发挥及维持机体内环境的稳定性极为重要。
作为一种主动的细胞代谢过程,程序性细胞死亡与细胞的多种生理过程一样,普遍存在于生物机体内,是细胞的一种生理控制机制,也是细胞生命活动的基本特征之一。
凋亡细胞的多数形态变化均由半胱氨酸蛋白酶系引发,一旦胞内的这些酶被特异性激活,细胞即进入凋亡。
因此半胱氨酸蛋白酶系也被称为致死蛋白酶,它们彼此间具有较高的同源性,是caspases蛋白家族的成员之一。
caspase
ICE在细胞凋亡中的作用
普遍研究： ICE用ATP或过量内毒素刺激单核细胞，活 化ICE可增加IL-1b 的分泌来促进细胞凋亡。这种凋亡 可被牛痘病毒蛋白CrmA或细胞凋亡拮抗蛋白BCL-2所抑 制。 不同研究：稳定高表达IL-1b 的细胞系并不自发凋亡 ；在具有ICE活性的细胞中用YVAD抑制ICE活性后，细 胞凋亡过程也不受影响；凋亡的鸡细胞DU249的细胞提 取液不具有剪切pro-IL-1b 的能力，但凋亡的DU249细 胞提取液的另一种成分prICE可将不作为ICE底物的 PARP剪切成典型的凋亡片段。
3
caspase-1(ICE)
ICE的结构:ICE即IL-1b 转化酶，是单核细胞合成的
一种蛋白酶，可以将34kD的IL-1b 前体(pro-IL-1b ) 剪切为17kD的成熟IL-1b,其剪切的位点是一个四肽序 列。
生物学作用: 不表达ICE的细胞系转化IL-1b 基因后可
以产生pro-IL-1b ，但不能分泌有活性的成熟IL-1b ； ICE特异性抑制剂可以阻断金黄色葡萄球菌刺激引起的 IL-1b 的分泌。ICE属于Cys蛋白酶，活性中心有高活 性的巯基，对氧化剂很敏感，但对Ser蛋白酶、金属蛋 白酶或Asp蛋白酶的抑制剂不敏感。
活化的caspase能够特异地水解一套地物，从而导致细 胞凋亡，此过程为不可逆反应
正常情况下细胞内总存在有Caspase的抑制剂，以防止 caspase酶原偶然被激活而对正常细胞造成损伤。
四、Caspase家族与细胞凋亡的关系
与caspase有关的凋亡通路主要有两种。一种是死亡受体介 导的信号传导途径，另一种是线粒体依赖途径。 死亡受体介导的信号传导途径:最具代表性的死亡受体是 FADD(又名Fas或APO一11，是一种跨膜受体蛋白，既能与细胞外 的CD95抗体及CD95配基结合。又能与细胞内的接头蛋白FADD结 合，FADD的C端含有死亡域DD, N端含有死亡效应域DED。同时 CD95及caspase-8分别含有DD及DED， 当死亡诱导信号CD95抗体 或 CD95配基作用于CD95后，CD95的构象发生改变，通过其DD与 FADD的DD结合, FADD又通过DED与procaspase-8的DED结合．共 同形成死亡诱导信号复合物DISC，DISC形成后，可诱导 pmcaspase-8自身激活，产生活性的caspase-8a/b，活化的 caspase-8则进一步激活下游的caspase-3, caspase-3激活后作 用于特定的凋亡底物，引起细胞凋亡 。
岳原亦Caspase家族与细胞凋亡
Caspase家族与细胞凋亡摘要：细胞凋亡是细胞的一种主动发出的基本生物学现象，在生物体的进化、内环境的稳定以及多个系统的发育中起着重要的作用。
Caspase半胱氨酸蛋白酶家族作为细胞凋亡过程中的中心环节和执行者，近年来受到了广泛的关注。
现就caspase家族的生化特性、激活途径、底物和抑制剂以及与一些凋亡相关疾病的联系进行综述。
关键词：caspase；细胞凋亡；激活；抑制剂；疾病迄今为止，凋亡过程确切机制尚不完全清楚，但凋亡过程的紊乱可能与许多疾病的发生有直接或间接的关系。
细胞凋亡涉及一系列蛋白，如caspase家族蛋白、Bcl一2家族蛋白和p53蛋白、survivin。
其中caspase半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶(cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase)家族，也称为ICE／CED一3家族，是美丽线虫(Caenorhabditis elegans)死亡基因CED一3的同源物。
这类蛋白酶与细胞凋亡形态学特征变化(如细胞膜空泡形成、核膜破裂、染色质聚集和边聚及DNA断裂等)以及一些生化改变关系密切。
1 caspase的生化特性从1992年人类第一次纯化Caspase-1克隆并测序其cDNA至今,Caspase 家族中共有14 个成员被克隆出，它们在氨基酸序列、结构及酶的特性上均相似，正常时均以无活性的酶原形式存在。
酶原分子由一个N端前域及一大一小两个亚基组成。
酶原分子激活后,大小亚基解离并重新组装为四聚体形式的活性酶两个小亚基单位在中间，两个大亚基单位在外周．每个异二聚体包含一个催化位点。
大小亚基的同源性较高．而N端前域的同源性较低，因此N端前域成为区别Caspase家族各成员的重要指标。
Caspase分为三大类：凋亡启动因子(apoptotic initiators)、凋亡执行因子(apoptotic executioners)和炎症介导因子(inflammatory mediators)，构成了级联放大效应。
Caspase家族与细胞凋亡的关系_赵瑞杰
内的一个重要生命现象，即出现在个体发育过程中， 径可以分为外部死亡受体途径、线粒体途径和内质
也出现在正常生理状态或疾病中，在一定的生理或 网途径。在这些途径中，Caspase 家族蛋白酶充当了
病理条件下，遵循自身的程序，自己结束生命的过 重要的角色。细胞凋亡从内外多因子复杂的相互作
程，最后细胞脱落离体或裂解为若干凋亡小体，被其 用诱导产生凋亡信号，传递至 Caspase，死亡受体和
医，2005,（8）:52-54. [3] Tartaglia M. Detection of bovine mitochondrial DNA in ruminant
feeds: A molecular approach to test for the presence of bovine derived materials [J]. J Food Protection, 1998, 61(5):513.
Caspase- 1（白介素 - 1β 转换酶，ICE）是该家族中 第一个被鉴定的成员，但它在细胞凋亡中并无十分 明显的作用，主要参与 IL- 1β 的成熟和转运。Caspase- 8 是启动者 Caspases 的重要代表，可通过与连接 分子 FADD 的结合而活化，将凋亡信号传递到下游 的效应 Caspases 分子。Caspase- 14 是该家族中的最新 成 员 ，主 要 表 达 于 胚 胎 细 胞 中 ，成 年 期 缺 乏 表 达 ，由 于 分 子 结 构 中 没 有 NH2- 末 端 域 ， 因 此 又 被 称 为 MICE。并不是所有 Caspase 都参与细胞凋亡反应，如 Caspase- 1、4、5、l2 等 的 作 用 主 要 是 参 与 炎 症 反 应 ， Caspass- 3 是迄今为止研究比较透彻的一个，它是主 要的效应者分子。其中 Caspase- 3 被认为是凋亡的关 键蛋白酶，一旦被激活，即发生下游的级联反应,使凋 亡不可避免，因而 Caspase- 3 被称为“死亡蛋白酶”。 正常情况下，胞质中的 Caspase- 3 以无活性的酶原形 存在, 细胞凋亡信号的出现可导致 Caspase- 3 在多种 蛋白水解酶的作用下,发生裂解而活化[9~11]。Caspase- 3 家族是直接导致凋亡细胞解体的蛋白酶系统，在细 胞凋亡机制网络中居中心地位。迄今大量研究认为， Caspase- 3 是 哺 乳 动 物 细 胞 凋 亡 中 的 关 键 蛋 白 酶 ， Caspase- 3 活化后大致通过 3 种机制使细胞解体 ： [12] ① 酶 解 灭 活 凋 亡 抑 制 物 ， 如 核 酸 内 切 酶 抑 制 剂（ICAD/DFF45），Bcl- 2，mdm2，IkB 等。②酶解细胞外基 质及骨架蛋白，如角质蛋白、局部粘连蛋白（FAK）、肌 动蛋白、P21 依赖性激酶（PAK2）和层连蛋白等。③裂 解 DNA 修 复 相 关 分 子 、 如 聚 ADP 核 糖 多 聚 酶 （PARP）、DNA 依赖性蛋白激酶、复制因子 C（REC）的 大亚单位 REC140 等。这些底物被酶解失活后细胞的 功能和形态发生变化，表现为细胞固缩，与邻近细胞 分离，同时染色质聚集，核碎裂。最后细胞分裂为完 整而分散的膜结合小体，即凋亡小体。凋亡的执行过 程是系列 Caspase 级联切割的过程。不同蛋白酶分别
Caspase家族与细胞凋亡的关系
文 献标识 码 ：Ａ
文 章编 号 ： ２ ８ ７３ （ ０ ０）７ ０ ７ — ６ ０ ５ — ０ ３ ２ １ １— ０ ３ ０
细胞 凋亡 （ｐｔ ｉ） ａｏ ｓ 是一 个细 胞 自我破 坏 的程序 ｏｓ 性生 化过 程 ， 常需 要 ３ ～ ０ｍｉ。是 多细 胞生 物体 通 ０６ ｎ 内的一 个 重要生 命现 象 ， 出现 在个 体发育 过程 中 ， 即 也 出现 在正 常生理 状 态或疾病 中 ，在一 定 的生理 或
收稿 日期 ：０ ９ １— ５ 修回 日期 ：０ ９ １— ７ ２０ 一 ０ １ ； ２ ０ — ２ ２ 资助项 目： 国家科技 支撑项 目（０ ６ Ａ Ｂ ０ 、０ ８ Ａ Ｂ Ｂ １ ； ２ ０ Ｂ Ｄ Ｂ ８ ２ ０ Ｂ Ｄ ２ Ｏ ）转 基 因生 物新品种培育科技术 专项 （ ０ ８ Ｘ ８ ０ — ０ ）“ ６ ”课题 ２ ０ ２ ０ ０ ９ ０ ３ ；８ ３
ｆ】 程 正 江． Ｙ Ｒ ＧｅｎＩ ４ Ｓ Ｂ ｒ 熔链 曲线 分 析检 测 醛糖 还 原 酶 ｃ 一 ｅ （
１ ６ Ｔ单 核苷 酸多 态性 …．中华 医学 检验 杂 志 ，０ ４， （ ） ０） ２０ ５ ５ ：
４ ８ ４ ． ４ —４ ９
作者简介 ： 赵瑞杰（ ９ ０ ） 男 ， １８ 一 ， 景县人 ， 士 硕 通讯作者
灵敏 度高 ，可 以应 用 到进 出 口禽类 肉食 品和饲料 源 性 成分 品种 鉴定 的工作 当 中 ，为 明确禽 类 肉食 品与 饲料 的成分 和来源 ，为 全面 防御禽 流感 的传 播提 供 分 子生物 学 的检测方 法 。
参 考文献 ：
［】 褚玲 娜 ， 勇 ， 梓荣 ． １ 詹 许 禽流感 的危 害 与防 治 ． 中国 动物保 健 ，０ ４ （） ０ ３ ． ２ ０ ，１： — ２ ３
Caspase家族研究进展
内源性细胞凋亡途径始于线粒体。当受到细 胞凋亡信号刺激。线粒体释放细胞色素C至 细胞浆中。细胞色素C与细胞内存在的一种 凋亡细胞蛋白酶激活因子(Apoptosis Protease Activating Factor-1，Apaf-1)结合， 在dATP存在的条件下，通过半胱氨酸蛋白酶 募集域的作用，Apaf1和Caspase-9酶原结合。 使Caspase-9酶原活化，然后激活下游的效 应半胱氨酸蛋白酶如Caspase-2、3、6、7、 8、10，从而启动细胞凋亡。
第1 类为凋亡始动子,包括Caspase-2、8、9、 10 等。
第2 类为凋亡效应子,包括Caspase-3、6、7
第3 类包括Caspase-1、4、5、13、14,主要 参与细胞因子介导炎症反应。
Caspase-1是该家族中第一个被鉴定的成员,但它在 细胞凋亡中并无十分明显的作用,主要参与IL-1β的 成熟和转运。
码的蛋白质为CED29 。后来发现,CED23 与哺乳动 物的白介素-1β转换酶(Caspase-1 ,原名ICE) 具有高 度同源性,CED24 、CED29 则分别与Apaf21 、 Bcl22 同源。
哺乳动物的ICE类蛋白是一组半胱氨酸蛋白酶 ,且 有以下共同特点:
(1) 和ICE 有同源性； (2) 有高度保守QACXG(X 为R、Q 或G) 五肽序列; (3) 有发挥酶活性所必须的半胱氨酸； (4) 特异地裂解天冬氨酸位点； (5) 前体蛋白均无活性,均需经蛋白水解后才产生
由于各种细胞凋亡信号的刺激，FasL(Fas ligand) 和TNF α作用于相应的受体，使得内源性Fas相关 死亡结构域(Fas associated death domain， FADD)和Fas发生直接的作用，生成FasL-FasFADD凋亡复合物而使细胞凋亡。而TNFR相关死 亡结构域(TNFR associated death domain， TRADD)通过与死亡域间的相互作用，与TNFR1 直接结合。间接使TNFR1和FADD相结合形成 TNFα-TNFR1-TRADD-FADD复合物。复合物形 成后FADD的死亡效应区即和Caspase-8酶原或 Caspase-10酶原结合。使Caspase酶原活化为有 活性的Caspase。活化的Caspase-8或10激活下 游的Caspase-3、6、7，最终导致细胞的凋亡。
细胞凋亡调控相关的基因及酶
细胞凋亡调控相关的基因及酶细胞凋亡是一种正常细胞程序性死亡的过程，它在维持生物体内部环境稳定、细胞发育、组织形成和免疫系统调节等方面起着重要作用。
细胞凋亡的调控涉及许多基因和酶，下面将介绍其中几个主要的调控因子。
1. Bcl-2家族基因：Bcl-2家族是细胞凋亡调控中最重要的家族之一。
它包括抑制凋亡的成员（如Bcl-2、Bcl-xL）和促进凋亡的成员（如Bax、Bak）。
这些基因通过调节线粒体膜通透性来控制细胞凋亡的发生。
Bcl-2和Bcl-xL通过抑制线粒体膜通透性转运蛋白Bax和Bak的活性，阻止线粒体释放细胞凋亡执行者酶，从而抑制细胞凋亡的发生。
2. c-Myc基因：c-Myc是一种转录因子，对细胞增殖和凋亡起着重要作用。
c-Myc在细胞生长、代谢以及凋亡调控中发挥着双重作用。
在细胞生长和代谢方面，c-Myc可以促进细胞周期进程和蛋白质合成，从而促进细胞增殖。
然而，在细胞凋亡调控中，c-Myc也能够诱导细胞凋亡的发生，通过抑制Bcl-2的表达或者直接调节凋亡相关基因的表达来实现。
3. p53基因：p53是一种重要的肿瘤抑制基因，也是细胞凋亡调控的关键因子。
在DNA损伤、细胞应激和肿瘤发生等情况下，p53被激活并调控多个靶基因的表达。
p53通过直接调控凋亡相关基因表达，如促凋亡基因PUMA和Bax的表达，或者通过调节凋亡相关信号通路的活性来诱导细胞凋亡。
4. Caspase家族酶：Caspase是一类半胱氨酸特异性蛋白酶，是细胞凋亡执行者酶。
Caspase家族包括半胱氨酸蛋白酶（如caspase-3、caspase-7）和半胱氨酸酶（如caspase-8、caspase-9）。
这些酶在细胞凋亡中起着关键作用，通过激活下游的凋亡效应蛋白，如DNA酶和核蛋白，从而引发细胞凋亡的级联反应。
5. IAP（抑制凋亡蛋白）家族：IAP家族是一类通过抑制Caspase的活性来抑制细胞凋亡的蛋白质。
IAP家族包括多个成员，如cIAP1、cIAP2和XIAP。
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National Medical Frontiers of China, Mar.2011, Vol.6 No.6中国医疗前沿 2011年3月 第6卷 第6期25综述与进展迄今为止，细胞的凋亡过程确切机制尚不完全清楚，但凋亡过程的紊乱可能与许多疾病的发生有直接或间接的关系。
细胞凋亡涉及一系列蛋白，如Caspase 家族蛋白、Bcl-2家族蛋白和p53蛋白、survivin。
其中Caspase 半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶(Cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase)家族，也称为ICE/CED-3家族，是美丽线虫(Caenorhabditis elegans)死亡基因CED-3的同源物。
这类蛋白酶与细胞凋亡形态学特征变化(如细胞膜空泡形成、核膜破裂、染色质聚集和边聚及DNA 断裂等)以及一些生化改变关系密切。
1 Caspase 的生化特性从1992年人类第一次纯化Caspase-1克隆并测序其cDNA 至今,Caspase 家族中共有14个成员被克隆出，它们在氨基酸序列、结构及酶的特性上均相似，正常时均以无活性的酶原形式存在。
酶原分子由一个N 端前域及一大一小两个亚基组成。
酶原分子激活后,大小亚基解离并重新组装为四聚体形式的活性酶两个小亚基单位在中间，两个大亚基单位在外周。
每个异二聚体包含一个催化位点。
大小亚基的同源性较高，而N 端前域的同源性较低，因此N 端前域成为区别Caspase 家族各成员的重要指标。
Caspase 分为三大类：凋亡启动因子(apoptotic initiators)、凋亡执行因子(apoptotic executioners)和炎症介导因子(inflammatory mediators)，构成了级联放大效应。
凋亡启动因子在级联反应的上游，包括Caspase-2、Caspase-8、Caspase-9、Caspase-10等,能在其它蛋白辅助下发生自我活化并识别和激活下游的Caspase。
如Caspase-8几乎能激活所有凋亡级联反应下游的Caspase 而诱发凋亡[1,2]。
凋亡执行因子在级联反应的下游，包括Caspase-3、Caspase-6和Caspase-7等，作用于其特异性底物并导致细胞凋亡。
如Caspase-3，是Caspase 家族中的最重要的凋亡执行者之一，是细胞凋亡过程中的主要效应因子。
它的活化是凋亡进入不可逆阶段的标志[3]。
炎症介导因子包括Caspase-l、Caspase-4、Caspase-5和Caspase-1l,介导炎症反应并在死亡受体介导的细胞凋亡途径中起辅助作用。
2 Caspase 的激活机制根据起始激活的Caspase 不同，凋亡激活的途径分为3种。
外源性途径始于细胞表面死亡受体。
因此也称作死亡受体途径。
细胞死亡受体属于肿瘤坏死因子TNF、神经生长因子NGF 超家族，如Fas、TNFR1(TNF receptor-1) 。
由于各种细胞凋亡信号的刺激，FasL(Fas ligand)和TNF α作用于相应的受体，使Caspase家族与细胞凋亡岳原亦 张扬 张一奇【摘要】 细胞凋亡是细胞的一种主动发出的基本生物学现象，在生物体的进化、内环境的稳定以及多个系统的发育中起着重要的作用。
Caspase 半胱氨酸蛋白酶家族作为细胞凋亡过程中的中心环节和执行者，近年来受到了广泛的关注。
现就Caspase 家族的生化特性、激活途径、底物和抑制剂以及与一些凋亡相关疾病的联系进行综述。
【关键词】 Caspase；细胞凋亡；疾病doi:10.3969/j.issn.1673-5552.2011.06.0011【中图分类号】R329.2；Q55【文献标识码】A【文章编号】1673-5552(2011)06-0025-02【Keywords】Caspase apoptosis disease得内源性Fas 相关死亡结构域(Fas associated death domain，FADD)和Fas 发生直接的作用，生成FasL-Fas-FADD 凋亡复合物而使细胞凋亡。
而TNFR 相关死亡结构域(TNFR associated death domain，TRADD)通过与死亡域间的相互作用，与TNFR1直接结合，间接使TNFR1和FADD 相结合形成TNF α-TNFR1-TRADD-FADD 复合物。
复合物形成后FADD 的死亡效应区即和Caspase-8酶原或Caspase-10酶原结合，使Caspase 酶原活化为有活性的Caspase。
活化的Caspase-8或10激活下游的Caspase-3、6、7，最终导致细胞的凋亡。
内源性细胞凋亡途径始于线粒体，因此也称为线粒体途径。
当受到细胞凋亡信号刺激。
线粒体释放细胞色素C 至细胞浆中。
细胞色素C 与细胞内存在的一种凋亡细胞蛋白酶激活因子(Apoptosis Protease Activating Factor-1，Apaf-1)结合，在dATP 存在的条件下，通过半胱氨酸蛋白酶募集域的作用，Apaf1和Caspase-9酶原结合。
使Caspase-9酶原活化，然后激活下游的效应半胱氨酸蛋白酶如Caspase-2、3、6、7、8、10，从而启动细胞凋亡。
内质网相关细胞凋亡是一种新的细胞凋亡途径。
内质网与细胞凋亡相联系表现在两个方面[4]；一是内质网对Ca 2+的调控，二是内质网应激反应。
内质网是细胞内最重要的蛋白质合成折叠的场所，它包含有钙调节分子伴侣，腔内还包含有凋亡蛋白(如Caspase-12、Bap31和Bcl-2)[5]。
钙调节分子伴侣凋亡蛋白决定了细胞对内质网应激和凋亡的敏感性。
很多细胞在凋亡早期会出现胞质内Ca 2+浓度迅速持续的升高，一方面可以激活胞质中的钙依赖性蛋白酶(如calpain)，另一方面可以作用于线粒体，影响其通透性的改变，进而促进凋亡。
内质网内错误折叠蛋白质聚集就会导致内质网分子伴侣基因表达激活，触发内质网未折叠反应(UPR)。
当未折叠蛋白质过度聚集变成有毒性时就会触发细胞凋亡。
信号主要通过caspase-12下传。
钙离子依赖性蛋白激酶可以直接剪切并激活Caspase-12。
另外，内质网应激也可以导致胞质Caspase-7和Bim 向内质网表面移位，激活Caspase-12和级联反应的发生[6]。
最近有研究表明Caspase-4也参与内质网应激所引起的细胞凋亡反应[7]。
3 Caspase 与凋亡相关疾病的联系3.1 与肿瘤的联系 肿瘤是一种细胞增殖和分化异常的疾病，同时也是细胞凋亡异常的疾病。
大量资料显示，在许多肿瘤细胞的凋亡中发现有Caspase 的活化。
目前也已经发现一系列新的与Caspase 有关的诱导凋亡的方法来治疗肿瘤，对大部分肿瘤有实际意义，并可望在恶性肿瘤的治疗方面取得新的突破。
Shinoura等用腺病毒载体将Caspase-3基因导人乳腺癌细胞作者单位：110003 沈阳，中国医科大学附属盛京医院作者简介：岳原亦(1988-)，女，本科学历。
Email：172876681@26综述与进展中国医疗前沿 2011年3月 第6卷 第6期National Medical Frontiers of China, Mar.2011, Vol.6 No.6系MCF-7和胶质神经瘤细胞系U251和U373中，发现单独使用Caspase-3基因时无明显的细胞凋亡变化，联合使用Fas配体(FL)基因或Fas抗体时，细胞的凋亡比两者单独使用时有显著的增加[8]。
新近的研究表明，在获得性药物抗性(acquireddrug resistance，ADR)的MCF-7细胞系中，用腺病毒载体导人Caspase-3基因。
此时ADR细胞比转入前的细胞中的Caspase-3蛋白水平和Caspase-3酶活性分别增加2.8倍和3.7倍，同时发现前体Caspase-3的高表达，对细胞无毒性作用并对细胞凋亡水平没有影响，但这时它对药物的敏感性却达到没有ADR存在的细胞的水平，提示Caspase在化疗药物的抗药性中具有重要的作用和应用潜能[9]。
3.2 与缺血-再灌注的联系 多数学者认为，凋亡是心肌缺血及再灌注细胞死亡的一种主要形式。
研究表明，应用了Caspase-3选择性抑制剂Z-DEVD-fmk之后，缺血再灌注大鼠心肌3h TUNEL 检测结果显示，Caspase-3抑制剂组心肌TUNEL阳性细胞明显减少[10]。
而Caspase-3表达过度的小鼠，即使表型正常，其脑局部缺血再灌注模型也会表现为创伤较大，凋亡细胞增加[11]。
另外，在脑、肺、四肢的缺血再灌注试验中，Caspase也被证明参与了凋亡过程。
3.3 与组织损伤的联系 在组织损伤和炎症过程中，中性粒细胞和其它的滞留细胞均通过凋亡机制，在细胞膜整的情况下被巨噬细胞识别和清除，从而避免继发的炎症反应。
在执行细胞凋亡和促进创伤愈合的过程中Caspase发挥重要的作用。
目前已证明Caspase与中枢神经损伤、皮肤损伤及其它内脏损伤和炎症反应有关。
如Akasaka对瘢痕疙瘩的成纤维细胞研究显示，Caspase-3能减少细胞生存、促进细胞凋亡，最近又发现Caspase-9的激活,细胞色素C的释放可能是体内瘢痕疙瘩的成纤维细胞凋亡的基础[12,13]。
3.4 与PTSD的联系 创伤后应激障碍(posttraumatic stress disorder，PTSD)是指由于异常威胁性或灾难性心理创伤导致延迟出现和长期持续的精神障碍，是应激疾病中最为典型的一种。
线粒体细胞色素C可通过对凋亡信号的转导和放大作用调控细胞凋亡，当细胞色素C释放到胞浆后，可通过激活Caspase-3来介导细胞凋亡[14]。
已有研究报道，创伤后应激障碍大鼠杏仁核神经元细胞发生凋亡[15]。
实验通过对PTSD大鼠杏仁核COX的检测发现，SPS刺激后7d内，大鼠杏仁核神经元COX活性持续减弱，COXII mRNA的表达于SPS 1d时开始减少，并逐渐减少，至SPS 7d时表达最低，而Caspase-3 mRNA的表达则呈现相反的趋势，呈现逐渐上调的趋势，于SPS 1d时表达出现增加，至SPS 7d时表达最高。
由此可见，SPS刺激引起大鼠杏仁核神经元线粒体中的COX的释放，从而导致呼吸酶活性发生改变，线粒体功能受损，其释放也激活凋亡蛋白酶Caspase-3，导致杏仁核神经元细胞凋亡，最终影响杏仁核的功能[16]。
4 结语和展望作为凋亡机制中重要的效应成分,Caspase家族参与多种与凋亡有关的生理和病理过程。
在诸如生长因子撤除、热休克、细胞因子和DNA损伤剂等刺激作用下,细胞内多种凋亡信号传导途径被活化,最终将会聚于Caspase家族蛋白酶这一共同的遗传保守机制。