生物谷报道： 《科学》杂志网站最近介绍了美国科罗拉多大学华人生物化学家薛定的发现。由于邻近实验室里螨虫为患，薛定在自己的实验室放置了含萘的樟脑丸，以保护他培养的秀丽线虫免受螨虫侵害。结果一些线虫的细胞没有正常凋亡，而是“长生不老”地生存下去。他认为一些“樟脑丸”的主要成分并不是从植物中提取的樟脑，而是从煤焦油或石油里提取的萘，这种物质有可能诱发癌症这可能是因为萘会干扰细胞正常的“自杀”程序，使癌细胞失控地持续分裂。
凋亡是机体清除多余细胞的重要机制，通过一系列程序促使细胞“自杀”来实现。应该凋亡的细胞没有按计划死去，持续生存并无限增殖，被认为与癌症有关。为了弄清楚萘对这一过程的具体影响，薛定和同事在含萘的环境中进行了线虫培养实验。
结果表明，发现普通线虫在含萘的油脂薄膜上生长时，有１／５的线虫体内至少有一个应该凋亡的细胞没有死。实验还发现，对于存在基因缺陷、细胞容易逃避凋亡的线虫来说，萘会使问题更加严重。体内缺少一种凋亡酶—胱天蛋白酶的线虫，在正常环境下平均有１．５个细胞拒绝凋亡，在萘含量与普通樟脑丸相似的环境下则有８．５个这样的细胞。
研究人员还发现，萘与线虫或人类的胱天蛋白酶直接接触时，会使后者几乎完全失去活性。薛定说，体内缺乏正常工作的半胱氨酸蛋白酶，可能会扰乱整个凋亡进程，使细胞“自杀”的“指令”无法传递下去。他认为，由于凋亡过程中许多相关的蛋白质是线虫和人类共有的，萘有可能会对人体产生类似影响，促使肿瘤生长。有关论文于１４日发表在英国《自然化学生物学》杂志网络版上。
Cell Corpse Engulfment Mediated by C. elegans Phosphatidylserine Receptor Through CED-5 and CED-12
线虫 细胞凋亡 caspases
线虫Caenorhabditis elegans是研究个体发育和细胞程序性死亡的理想材料。其生命周期短，细胞数量少，成熟的成虫若是雌雄同体则有959个体细胞，约2 000个生殖细胞。若是雄虫则有1 031个体细胞和约1 000个生殖细胞。神经系统由302个细胞组成。这些细胞来自于407个前体细胞。这些前体细胞中有105个发生了程序死亡。控制线虫细胞凋亡的基因主要有3个：Ced-3、Ced-4和Ced-9，Ced-3和Ced-4的作用是诱发凋亡。在缺乏Ced-3、Ced-4的突变体中不发生凋亡，有多余细胞存在。Ced-9抑制Ced-3、Ced-4的作用，使凋亡不能发生，Ced-9功能不足导致胚胎因细胞过度凋亡而死亡。
细胞凋亡的基因调控：目前发现的细胞凋亡有关基因有3类，促细胞凋亡基因、抑制细胞凋亡基因和在细胞凋亡过程中协助的基因。（1）ced基因：线虫的ced-3和ced-4为促凋亡基因，哺乳类动物和ced-3相似基因为ICE，是一种半胱氨酸蛋白酶；ced-9是抑制凋亡基因，人的bcl-2和ced-9同源，可以抑制ced-3。ced-4是结合体（adaptor）。（2）bcl-2及其家族：bcl-2家族有Bcl-x，Bax，Bak，Bad等成员，形成Bcl-2-Bax-Bclx和Bax-Bad-Bcl-x 调控系统。bcl-2 可以防止凋亡产生，与肿瘤细胞增殖和癌变有关，部分成员如Bax有促进凋亡作用。（3）ICE基因：是哺乳类动物促凋亡基因。ICE作用于Pro-IL-1β底物。抑制ICE的基因有Cowpox病毒的Crm A，能使其失去诱导细胞凋亡作用。Cpp32基因产物可以和ICE协同作用。（4）c-myc和h-ras基因：c-myc促进细胞凋亡，h-ras抑制细胞凋亡。（5）Fas和Fas配体（Fas-L）：Fas为死亡受体，Fas-L是T淋巴细胞产物，Fas和Fas-L结合诱导细胞凋亡。（6）p53基因：野生型诱导细胞凋亡，通过细胞凋亡抑制肿瘤的生长。它作用在细胞周期和细胞受损伤时，促使细胞凋亡。（7）Rb有抗凋亡作用，Rb使细胞周期停滞，也可阻断细胞内信息传递。 也有报道放射线诱导细胞凋亡可由Rb蛋白介导。
caspases蛋白酶：凋亡是一种进化过程中保留下来的细胞自杀，发生的机制是蛋白溶解系统活化，涉及一组半胱氨酸蛋白酶家族，称为caspases。caspases家族具有蛋白酶的生物学特性：如蛋白溶解作用是不可逆的；许多蛋白酶是由其原无或极少催化作用的前体合成，其量虽少，起着催化作用；存在阳性或阴性反馈作用；蛋白酶能调节自身的活性；蛋白酶有其相应的抑制剂；蛋白酶反应是特异性的等。蛋白酶前体可在天冬氨酸位点上被切断成3部份，H2N-端是抑制区域被移去，另一端COOH-端断裂成1大1小亚单位称为死亡区域，2大2小亚单位结合成活化酶，可以作用下游效应caspases，这种级联反应称为caspases cascade。这种连锁反应的进行有赖于caspases的调节蛋白、辅助因子、反馈关系和阈限等控制。如凋亡外界信号只作用于caspases前体（procaspases），前体可活化蛋白酶激发因子（initiator of caspases），激发因子可以活化蛋白酶效应因子（effector of caspases），然后作用于底物蛋白，如核层蛋白（laminine），PARP（poly-ADP-ribos polymerase），DNA碎裂因子（DFF-45）和gelsolin等，蛋白分解引起凋亡。caspases有多种，多数和凋亡有关，少数和炎症有关。
