【文章內(nèi)容簡介】 的釋放引起calpains的激活[71]。還有觀點認為caspase7由胞漿移位到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)參與了caspase12的激活[72]。缺乏caspase12基因的小鼠對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)物如tunicamycin，thapsigargin高度不敏感。但是人類的caspase12基因發(fā)生了無意義突變[73]，因此內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)caspase12活化的凋亡途徑受到質(zhì)疑。但是有學(xué)者認為人類的caspase4是與嚙齒類caspase12的類似物，可能替代了caspase12的部分功能與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)[74]。但是caspase4屬于細胞因子誘導(dǎo)的致炎性caspase而非致凋亡caspase。Caspase4表達下調(diào)的人神經(jīng)母細胞瘤能部分對抗內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)物以及Aβ蛋白引起的細胞凋亡，但不能對抗線粒體死亡途徑。而HeLa細胞下調(diào)caspase4表達后對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)物仍敏感，提示caspase4介導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激源性細胞凋亡是組織特異性的。圖2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的適應(yīng)、警戒與凋亡。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激主要由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的三種蛋白介導(dǎo)PERK, ATF6, Ire1介導(dǎo)。非應(yīng)激環(huán)境下，這三種蛋白的腔內(nèi)端與GRP78/BiP結(jié)合處于活性抑制狀態(tài)；當應(yīng)激產(chǎn)生時，GRP78/BiP與這三種蛋白分離，使得蛋白腔內(nèi)端同體二聚化自我激活，從而產(chǎn)生級聯(lián)反應(yīng)，增強蛋白處理能力，促細胞存活。當應(yīng)激過強或過久就會啟動死亡程序。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的凋亡主要涉及caspase家族, CHOP, bcl2家族以及Ca++毒性等多條途徑。Bap31Bap31定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，推測含三個穿膜區(qū)和亮氨酸拉鏈以及類死亡效應(yīng)子（DEDL）區(qū)，此區(qū)可能募集胞漿caspase8的某亞型。根據(jù)胞漿區(qū)尾部是否被caspase降解，Bap31可表現(xiàn)出促凋亡和抗凋亡雙重作用[75,76]。過表達全長Bap31可以抑制死亡受體Fas介導(dǎo)的凋亡途徑；而20kDa剪切形態(tài)的Bap31是促凋亡的，介導(dǎo)了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca++的釋放。ASKASK與TNF受體家族介導(dǎo)的死亡途徑有關(guān)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激中，Ire1募集TRAF2，激活A(yù)SK1，級聯(lián)激活JNK和p38MAPK。Ask1/神經(jīng)元對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)物不敏感提示了ASK1及JNK的活化在此調(diào)亡途徑中起了重要作用[77]。雖然ASK1的下游仍未明確，但至少有證據(jù)表明JNK可以介導(dǎo)促凋亡蛋白Bim的磷酸化激活[78]。綜合以上，Ire1在ESR的適應(yīng)階段（XBP1），過載階段（TRAFNFκB），凋亡階段（ASK1,caspase12）均起了重要作用。CHOP CHOP是bZIP轉(zhuǎn)錄因子C/EBP家族成員，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)CHOP的高表達。Chop基因的啟動子區(qū)可以結(jié)合大部分UPR特征性轉(zhuǎn)錄因子，包括ATF4，ATF6和XBP1 [59]。CHOP/小鼠對tunicamycin引發(fā)的腎損傷，以及對大腦動脈阻塞引起的腦缺血均不敏感；自發(fā)高血糖Akita小鼠的CHOP基因缺陷能顯著延遲胰腺島β細胞的凋亡[102]；CHOP基因敲除可以保護帕金森造模藥6OHDA引發(fā)的神經(jīng)原死亡[103]。所有證據(jù)提示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激時CHOP有細胞損傷作用[79]。但是CHOP如何促凋亡的還未完全清楚。CHOP與C/EBP家族其他成員形成異二聚體，抑制它們結(jié)合C/EBP位點，但此二聚體有特殊的CHOP結(jié)合位點。CHOP的目的基因可能包含bcl2，CHOP可以下調(diào)bcl2的表達[80]。最新的研究主張CHOP誘導(dǎo)GADD34的表達，促進GADD34/PP1復(fù)合體的形成，此復(fù)合體與PERK的作用相反－使磷酸化的eIF2alpha脫磷酸，應(yīng)激條件下恢復(fù)蛋白翻譯水平造成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)超載是致死信號[104]。CHOP可能還有非轉(zhuǎn)錄激活活性，但是還沒有確切的證據(jù)。有一點可以肯定的是CHOP并不是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)凋亡所必需的。Bcl2蛋白家族和其調(diào)節(jié)物類似線粒體，Bcl2/Bax蛋白家族亦存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca++平衡，控制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)物以及過氧化物導(dǎo)致的細胞死亡[81]。Spike是錨定在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的BH3only蛋白成員，其BH3樣區(qū)是誘導(dǎo)凋亡必需的[82]，但是還沒有發(fā)現(xiàn)與Bcl2/Bax家族成員形成的二聚體?？沟蛲龅鞍譓cl1以及促凋亡蛋白Bik主要位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)[83,84]。最近的研究表明至少一種Bcl2/Bax家族成員由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)－BH3only蛋白Puma。tunicamycin和thapsigargin誘導(dǎo)Puma的表達而不依賴于p53。Puma/細胞對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的凋亡不敏感[85]。Ca++多種因素如低氧、氧化物、InsP3誘導(dǎo)物以及SERCA抑制劑可以促內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca++耗竭，參與細胞死亡。Ca++參與的細胞死亡機制繁多[55]，至少包括（a）增加線粒體通透性，Ca++大量進入線粒體基質(zhì)，引起線粒體Ca++超載。（b）激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)附近的calpain，它是一種半胱氨酸蛋白酶，參與了細胞病理性死亡，作用底物有Bax和Bid（激活）。Bcl2和BclxL(抑制)。（c）改變了Ca++依賴的正常的膜磷脂結(jié)構(gòu)如磷脂酰絲氨酸外翻，破壞了膜的生理功能，導(dǎo)致細胞凋亡或壞死；（d）Ca++/CaM激活蛋白磷酸酶calcineurin，介導(dǎo)Bad的去磷酸化，去磷酸化的Bad結(jié)抗結(jié)合BclxL；介導(dǎo)NFAT家族轉(zhuǎn)錄因子的去磷酸化激活，入核激活促凋亡基因FasL的表達；（e）激活了Ca++敏感的NO合酶亞型；（f）激活了死亡相關(guān)蛋白激酶（DAP kinase）和其受體DRP1?？傊?，細胞Ca++超載可以以及其多樣化的形式促細胞凋亡或壞死。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的凋亡過程涉及細胞內(nèi)Ca++超載，是由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的蛋白對Ca++庫的調(diào)節(jié)作用以及Ca++的滲漏。六． 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與疾病內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激參與多種疾病的進程，是一種泛在的病因機制。但內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激對疾病所起的作用到底是什么還不能肯定，但應(yīng)該與疾病的種類、嚴重程度以及病程長短直接相關(guān)。A）神經(jīng)退形性疾?。∟DD）帕金森氏病（PD）PD是漸行性神經(jīng)退行性疾病，表現(xiàn)為黑質(zhì)紋狀體中多巴胺能神經(jīng)元的進行性死亡，神經(jīng)元胞漿內(nèi)包涵體－Lewy小體（含αsynuclein）增多。PD的病因還未明確，但公認的機制有興奮性毒性和能量代謝紊亂、氧化應(yīng)激、線粒體活性下降以及UPS功能紊亂。環(huán)境因素比如殺蟲劑和其他因素也可以誘發(fā)散發(fā)性PD，而散發(fā)性在全部病例占了90%以上。最近研究表明，至少疾病的發(fā)生與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和蛋白降解系統(tǒng)有關(guān)。而少見的家族性PD有較明確的相關(guān)基因的突變[87]，其編碼的白是αsynuclein，Parkin，DJ1，PNK1，UCHL1（素C末端水解酶1）以及最近被克隆的LRRK2/dardarin，所有這些突變基因的最終損傷效應(yīng)匯聚到蛋白質(zhì)處理能力的異常。表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與PD有關(guān)的證據(jù)來源于離體細胞培養(yǎng)以及在體造模藥物，如6OHDA，MPTP或其活性衍生物，MPP+等，這些復(fù)合物均能引內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激并誘導(dǎo)一些特征基因表達上調(diào)[86]。造模組伴侶蛋白和UPR組分如轉(zhuǎn)錄因子－CHOP上調(diào)，并且內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激激酶、Ire和PERK均磷酸化。魚藤酮（線粒體抑制劑可使多巴胺能神經(jīng)元退化）單用造模也有類似變化。雖然6OHDA和MPP+引發(fā)基因表達的反應(yīng)強度和類型有些不同，但它們均誘發(fā)神經(jīng)元的UPR。Perk/小鼠神經(jīng)元對6OHDA高度敏感。多方面的證據(jù)提示：早期的UPR是多巴胺能神經(jīng)元保護性的，而持久的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激參與了細胞死亡[86]。阿爾茨海默?。ˋD）Aβ蛋白是淀粉樣前蛋白（APP）的水解產(chǎn)物，與AD高度相關(guān)。Caspase12/小鼠對Aβ蛋白誘導(dǎo)的凋亡不敏感提示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與Aβ蛋白毒性的相關(guān)性[88]。早老素1（PS1）基因突變小鼠對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激造模高度敏感[90]，并且AD模型鼠的腦組織顯示突變的PS1蛋白與CHOP蛋白共表達。有趣的是PS1可酶解Ire1α，釋放其胞漿區(qū)段入核激活轉(zhuǎn)錄；而突變的PS1結(jié)合并抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激激酶和Ire1α活性，抑制UPR [89]。以胞漿包涵體形成及蛋白聚集為特征的其他神經(jīng)退形性病變也與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)，如ALS（肌萎縮性(脊髓)側(cè)索硬化）、亨廷頓?。℉D）等。此類疾病的特征是產(chǎn)生大量錯誤蛋白，使蛋白降解系統(tǒng)功能耗竭，誘發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[86]。B）缺血再灌注損傷 組織血流灌注量下降導(dǎo)致局部低氧低糖，造成錯誤折疊蛋白聚集誘發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。再灌注引發(fā)氧化應(yīng)激，NO以及其他氧化物生成增多也可導(dǎo)致蛋白錯誤折疊。NO等氧化物氧化修飾Ca++通道蛋白如ryanodine受體、SERCAs的半胱氨酸殘基引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca++耗竭，亦造成蛋白不能正確折疊。嚙齒動物的大腦缺血再灌注損傷可以激活RERK/eIF2α通路，誘導(dǎo)CHOP表達[91,92]。離體神經(jīng)元上的試驗提示腦卒中中重要的參與因子NO，可以誘導(dǎo)CHOP表達上調(diào)[93]。C) 糖尿病可分泌細胞如胰島β細胞，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)處理分泌性蛋白的種類多、數(shù)量大，極易誘發(fā)發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。Oyadomari等人發(fā)現(xiàn)胰島β細胞對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激極度敏感，β細胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的細胞凋亡在糖尿病的發(fā)生過程中發(fā)揮著重要作用。研究認為，胰腺β細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的過度負荷可引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，并通過誘導(dǎo)CHOP蛋白質(zhì)表達的上調(diào)導(dǎo)致細胞凋亡發(fā)生；而抑制CHOP或上調(diào)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)伴侶蛋白的表達均能夠阻止糖尿病的發(fā)生[94,95]。細胞素激活引起的胰腺β細胞ＮＯ的過量產(chǎn)生與1型糖尿病的發(fā)生有關(guān)。有學(xué)者認為胰腺β細胞NO的過量產(chǎn)生可通過抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的Ca++ATP酶（SERCA）使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)的Ca++貯存耗竭，誘發(fā)CHOP蛋白質(zhì)的表達并導(dǎo)致細胞凋亡 ,提出1型糖尿病發(fā)病過程中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激途徑是NO介導(dǎo)的β細胞凋亡的主要機制[96]。但是，還有研究表明CHOP敲除可以降低任何原因引起的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[98]，CHOP敲除可以延緩但不能阻止β細胞的破壞和高血糖癥的出現(xiàn),說明CHOP只能部分解釋發(fā)病機制[97,99]。Julier等人也發(fā)現(xiàn)WolcottRallison綜合征（表現(xiàn)為早發(fā)性胰腺β細胞損毀致嬰幼兒糖尿?。┦怯捎贓IF2AK3基因突變引起的[100]，EIF2AK3基因編碼的PERK是哺乳動物的一個重要的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激轉(zhuǎn)導(dǎo)子。胰島素抵抗時，β細胞處于胰島素分泌亢進期，意圖通過分泌更多的胰島素來維持血糖的正常,長時間的過度負荷后出現(xiàn)胰島細胞的凋亡，此階段極有可能有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的參與。根據(jù)高血糖引發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的機制以及細胞內(nèi)的自我調(diào)控機制，可以探討采取一些新的干預(yù)措施，達到保護β細胞功能，延緩糖尿病發(fā)生的目的。D）腫瘤由于血供相對不足加之生長迅速，腫瘤細胞常處于低氧環(huán)境，氨基酸和糖供給也不充足。而糖供給的貧乏直接導(dǎo)致分泌性蛋白的糖基化和ATP生成－均造成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中未折疊蛋白聚集，誘發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。Fu和Lee等人的綜述指出臨床病人和動物模型的很多類型的腫瘤細胞都有細胞保護信號UPR的激活。在體的系列試驗表明干擾UPR的激活或下調(diào)GRP78/BiP的水平可以抑制腫瘤生長。UPR信號不僅在腫瘤細胞中被激活還促進腫瘤細胞在低血流灌注、低氧環(huán)境中的存活，因此是腫瘤發(fā)生發(fā)展的重要事件。腫瘤細胞還能夠長期處于休眠期，這部分細胞對大部分化療藥物不敏感，是腫瘤復(fù)發(fā)的根源；而決定腫瘤休眠的p38MAPK就是由UPR信號激活的。Fibley和Wang的綜述提到單一抑制腫瘤細胞的26S蛋白酶體可以通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激途徑誘導(dǎo)細胞凋亡,而且已經(jīng)有藥物用于臨床[105]。但是當內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能失衡時促存活因子GRP78/BiP，NFκB會被大量誘導(dǎo)出來。所以現(xiàn)在的觀點認為選擇性促進內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的凋亡通路的同時下調(diào)促存活因子的表達可以有效地增強現(xiàn)有抗腫瘤藥物的療效[101]。最近的研究還指出GRP78/BiP不僅促腫瘤細胞存活，還促細胞增殖、調(diào)節(jié)細胞代謝、賦予休眠期腫瘤細胞極強的抗藥性。盡管這方面的理論研究取得了喜人的進展，但是真正用于臨床還存在潛在的問題：首先，是否所有腫瘤類型在血氧不充足環(huán)境下都依賴UPR的保護作用，如果不是，哪些腫瘤比較敏感；其次，UPR的干預(yù)是否可行；再次，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及UPR影響了腫瘤的化學(xué)敏感性，但是很重要的問題是增加哪一類藥物的療效，因為藥物的相互作用比較復(fù)雜。隨著研究的深入，越來越肯定內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和UPR在腫瘤存活和代謝中的作用，尤其是對腫瘤休眠的調(diào)節(jié)更是腫瘤臨床治療不得不面對的問題，因此研究干預(yù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的藥物用于臨床治療將具有劃時代意義。七． 結(jié)語內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細胞內(nèi)最大的膜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，擔(dān)負著蛋白質(zhì)合成、加工、轉(zhuǎn)運以及作為最大的Ca++庫參與細胞內(nèi)信號調(diào)控這兩大重任。因此可以這么說內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能決定細胞的生的。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的正常生理功能離不開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以及細胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)：包括Ca++穩(wěn)態(tài)、氧化還原穩(wěn)態(tài)、蛋白質(zhì)處理的穩(wěn)態(tài)。但是這些穩(wěn)態(tài)又極易受內(nèi)外源因素的影響，而且其中任何一種穩(wěn)態(tài)的變化又會導(dǎo)致其他穩(wěn)態(tài)的改變，所以在長久的進化中細胞才一直保留了高度保守的強效保護機制－內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。已有的大量研究使得我們能夠從原理上清楚地認識這套體系，但是要應(yīng)用于臨床還要走很長的路，還有很多未能解決的問題：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是泛在的保護機制，如何做到選擇性？內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的促存活和促凋亡通路如何在時間和程度上予以界定，是否可以分別干預(yù)，如何干預(yù)？歸結(jié)到一點就是呼吁特異性藥物的出現(xiàn)。但是我們堅信，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的發(fā)現(xiàn)是對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以及細胞功能認識的又一次飛躍，不論對于基礎(chǔ)研究和還是臨床治療都具有里程碑意義。References1. 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