细胞凋亡的分子机制

研究发现，所有的动物细胞都有一种相类似的控制细胞凋亡的机制，即通过一个自杀性蛋白酶家族的介导，这种蛋白酶在诱导程序性死亡信号的作用下通过自我切割而激活。激活的自杀性蛋白酶又可激活家族中的其他成员，引起蛋白质酶解的级联反应。在该反应系统中，上一级信号激活下一级的一个关键蛋白质，并快速将其水解，使信号得以放大。最后被激活的蛋白酶切割了正常细胞与凋亡细胞相关的关键蛋白质，如核纤层蛋白，从而快速引起有控制的细胞凋亡。
上述反应中自杀性蛋白水解酶是天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶(cysteine aspartic acic specific protease, caspase)。由于caspase家族的成员较多(在人类，已经鉴定了10种不同的caspase)，它们作用时分成一些亚组被激活，每一组caspase对应不同的激活信号。目前认为caspase有两类，一类是起始者(如caspase2、caspase8、caspase9、caspase10)，另一类是执行者(如caspase3、caspase6、caspase7)，它们之间存在着上下游关系，即起始者活化执行者。起始caspase在外来蛋白质信号的作用下被切割激活，激活的起始caspase再对执行者caspase进行切割并使之激活，被激活的执行者caspase通过对caspase靶蛋白的水解，导致细胞的凋亡。
细胞凋亡途径的信号可来自相邻细胞。如果细胞外的信号促进细胞凋亡，则属于死亡的正控制；若细胞外信号抑制细胞的凋亡，则是死亡的负控制。除了外部信号能激发细胞凋亡外，细胞内源信号(如DNA损伤、细胞质中Ca2+浓度过高、极度氧胁迫产生大量的氧自由基等)也会激发细胞的凋亡。在内源信号中也有促进细胞凋亡的正控制信号和抑制细胞凋亡的负控制信号。至于细胞内源信号是如何传递细胞凋亡信号的机制，目前尚不清楚。