袁鈞英Nature綜述解析細胞凋亡
日期：2012-05-31 07:58:06
來自哈佛醫學院華人女科學家袁鈞英教授，與阿茲海默癥研究專家Bradley T. Hyman發表了題為“Apoptotic and non-apoptotic roles of caspases in neuronal physiology and pathophysiology”的綜述性文章，重點論述了caspases在神經生理學與病理學方面的細胞凋亡與非細胞凋亡作用，由此引申出caspase在神經細胞中的多重角色。相關文章公布在Nature Reviews Neuroscience雜志上。
袁鈞英教授是著名的華裔科學家，與施一公，饒毅等齊名。她一直從事細胞死亡的相關研究，2005年發現了一種細胞非調亡性的程序性死亡，英文稱為necroptosis，是國際權威之一。她還獲得了美國衛生研究所（NIH）頒發了的NIH主任先驅獎（Director\s Pioneer Award）。2000年起任哈佛大學醫學院終生教授，2004年被復旦大學國家重點實驗室管理委員會批準為遺傳工程國家重點實驗室海外客座教授。
Caspases是一類細胞內半胱氨酸蛋白酶（Cysteine proteases），這一酶家族的一個重要共同點就是能特異地斷開天冬氨酸殘基后的肽鍵。Caspase一詞是從Cysteine aspartic acid specific protease的字頭縮寫衍生而來，這種高度的特異性在蛋白酶中是很少見的。
自從發現了Caspases在細胞凋亡中的重要作用后，許多研究人員將焦點放在caspase參與生長、組織調節及不同人類疾病中的功能上了。而這篇文章則指出，在成熟神經系統中，caspases不僅參與介導了細胞死亡，而且也包含在許多重要的神經功能調控事件中，比如軸突修建，和突觸清除等。這些事件對于完善成熟神經回路來說是必需的。
而且在許多神經病理過程中，caspases會被重新激活，引發細胞死亡，以及神經細胞中的非致命性變化，因此雖然全身性caspases激活會導致細胞凋亡，但是其局部限制性活性也許能調控活體神經細胞的正常生理和病理過程。
細胞凋亡是維持發展及多細胞生物之完整及平衡的重要調節過程，在大腦的神經連接發育過程中，自然地會發生軸突分支與神經元凋亡的事件，這些事件有助神經連接發育，之前曾有研究發現，β淀粉樣前蛋白APP和死亡受體6（DR6）具有激發Caspase，促進細胞進入Caspase介導的細胞死亡程序的功能。
與神經元細胞凋亡不同的是，神經元凋亡需要有caspase3參與，而軸突變性退化需要有caspase6參與，在軸突斷裂的過程中caspase被激活。DR6可局部地被表面配機體激活，配機體由營養因子缺乏的狀況下被釋放出來，同時研究者還鑒定出APPl是DR6的配機體。營養因子缺乏會激發β分泌酶（BACE）依賴的APP從表面脫落。這些發現證明了細胞外的APP可經過DR6和caspase6被激活，最終導致阿爾茨海默病的發生。
另外一方面，還有科學家發現Caspases可以控制實驗鼠嗅覺神經細胞的軸突投射和其成熟過程，這個日本研究小組發現Caspases能促使胎生后期的嗅覺神經細胞的活化，而且Caspases活化的細胞中的三分之二在形態上是活細胞。
并且研究人員發現通過Caspases，可將促進神經軸突伸長的Semaphorin7A切斷。由此可知，Caspases透過Semaphorin7A的調控，能嚴密調節嗅覺神經細胞的成熟。
這些成果都說明了caspase在神經細胞中的多重角色，希望隨著對于caspase的更深入了解，我們能借由這一蛋白酶家族，發現更多更有效的治療神經方面疾病的新方法。
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