【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的釋放引起calpains的激活[71]。還有觀點(diǎn)認(rèn)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(duì)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(wú)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(rèn)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(xì)胞因子誘導(dǎo)的致炎性caspase而非致凋亡caspase。Caspase4表達(dá)下調(diào)的人神經(jīng)母細(xì)胞瘤能部分對(duì)抗內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)物以及Aβ蛋白引起的細(xì)胞凋亡，但不能對(duì)抗線粒體死亡途徑。而HeLa細(xì)胞下調(diào)caspase4表達(dá)后對(duì)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(xì)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(dāng)應(yīng)激產(chǎn)生時(shí)，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(jí)聯(lián)反應(yīng)，增強(qiáng)蛋白處理能力，促細(xì)胞存活。當(dāng)應(yīng)激過強(qiáng)或過久就會(huì)啟動(dòng)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(cè)含三個(gè)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(dá)全長(zhǎng)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(jí)聯(lián)激活JNK和p38MAPK。Ask1/神經(jīng)元對(duì)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(dá)。Chop基因的啟動(dòng)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(duì)tunicamycin引發(fā)的腎損傷，以及對(duì)大腦動(dòng)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(xì)胞的凋亡[102]；CHOP基因敲除可以保護(hù)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(shí)CHOP有細(xì)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(diǎn)，但此二聚體有特殊的CHOP結(jié)合位點(diǎn)。CHOP的目的基因可能包含bcl2，CHOP可以下調(diào)bcl2的表達(dá)[80]。最新的研究主張CHOP誘導(dǎo)GADD34的表達(dá)，促進(jìn)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(hào)[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(diǎn)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(xì)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(dá)而不依賴于p53。Puma/細(xì)胞對(duì)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(xì)胞死亡。Ca++參與的細(xì)胞死亡機(jī)制繁多[55]，至少包括（a）增加線粒體通透性，Ca++大量進(jìn)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(xì)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(xì)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(dá)；（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。總之，細(xì)胞Ca++超載可以以及其多樣化的形式促細(xì)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(xì)胞內(nèi)Ca++超載，是由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的蛋白對(duì)Ca++庫(kù)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(jìn)程，是一種泛在的病因機(jī)制。但內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激對(duì)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(yán)重程度以及病程長(zhǎng)短直接相關(guān)。A）神經(jīng)退形性疾?。∟DD）帕金森氏?。≒D）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(jìn)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(rèn)的機(jī)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(lái)源于離體細(xì)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(dá)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(dá)的反應(yīng)強(qiáng)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(duì)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(hù)性的，而持久的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激參與了細(xì)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(duì)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(duì)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(dá)。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）、亨廷頓病（HD）等。此類疾病的特征是產(chǎn)生大量錯(cuò)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(cuò)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(cuò)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(dòng)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(dá)[91,92]。離體神經(jīng)元上的試驗(yàn)提示腦卒中中重要的參與因子NO，可以誘導(dǎo)CHOP表達(dá)上調(diào)[93]。C) 糖尿病可分泌細(xì)胞如胰島β細(xì)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(xì)胞對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激極度敏感，β細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的細(xì)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(rèn)為，胰腺β細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的過度負(fù)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(dá)的上調(diào)導(dǎo)致細(xì)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(dá)均能夠阻止糖尿病的發(fā)生[94,95]。細(xì)胞素激活引起的胰腺β細(xì)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(rèn)為胰腺β細(xì)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(dá)并導(dǎo)致細(xì)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(xì)胞凋亡的主要機(jī)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(xì)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(jī)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(xì)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(dòng)物的一個(gè)重要的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激轉(zhuǎn)導(dǎo)子。胰島素抵抗時(shí)，β細(xì)胞處于胰島素分泌亢進(jìn)期，意圖通過分泌更多的胰島素來(lái)維持血糖的正常,長(zhǎng)時(shí)間的過度負(fù)荷后出現(xiàn)胰島細(xì)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(jī)制以及細(xì)胞內(nèi)的自我調(diào)控機(jī)制，可以探討采取一些新的干預(yù)措施，達(dá)到保護(hù)β細(xì)胞功能，延緩糖尿病發(fā)生的目的。D）腫瘤由于血供相對(duì)不足加之生長(zhǎng)迅速，腫瘤細(xì)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(dòng)物模型的很多類型的腫瘤細(xì)胞都有細(xì)胞保護(hù)信號(hào)UPR的激活。在體的系列試驗(yàn)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(zhǎng)。UPR信號(hào)不僅在腫瘤細(xì)胞中被激活還促進(jìn)腫瘤細(xì)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(xì)胞還能夠長(zhǎng)期處于休眠期，這部分細(xì)胞對(duì)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(hào)激活的。Fibley和Wang的綜述提到單一抑制腫瘤細(xì)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(xì)胞凋亡,而且已經(jīng)有藥物用于臨床[105]。但是當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能失衡時(shí)促存活因子GRP78/BiP，NFκB會(huì)被大量誘導(dǎo)出來(lái)。所以現(xiàn)在的觀點(diǎn)認(rèn)為選擇性促進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的凋亡通路的同時(shí)下調(diào)促存活因子的表達(dá)可以有效地增強(qiáng)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(xì)胞存活，還促細(xì)胞增殖、調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝、賦予休眠期腫瘤細(xì)胞極強(qiáng)的抗藥性。盡管這方面的理論研究取得了喜人的進(jìn)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(hù)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?yàn)樗幬锏南嗷プ饔帽容^復(fù)雜。隨著研究的深入，越來(lái)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(duì)腫瘤休眠的調(diào)節(jié)更是腫瘤臨床治療不得不面對(duì)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(shí)代意義。七． 結(jié)語(yǔ)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi)最大的膜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，擔(dān)負(fù)著蛋白質(zhì)合成、加工、轉(zhuǎn)運(yùn)以及作為最大的Ca++庫(kù)參與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)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(xì)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(xì)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(huì)導(dǎo)致其他穩(wěn)態(tài)的改變，所以在長(zhǎng)久的進(jìn)化中細(xì)胞才一直保留了高度保守的強(qiáng)效保護(hù)機(jī)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(rèn)識(shí)這套體系，但是要應(yīng)用于臨床還要走很長(zhǎng)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(hù)機(jī)制，如何做到選擇性？?jī)?nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的促存活和促凋亡通路如何在時(shí)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(diǎn)就是呼吁特異性藥物的出現(xiàn)。但是我們堅(jiān)信，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的發(fā)現(xiàn)是對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以及細(xì)胞功能認(rèn)識(shí)的又一次飛躍，不論對(duì)于基礎(chǔ)研究和還是臨床治療都具有里程碑意義。References1. Agnes Gorlach, Peter Klappa, and Thomas Kietzmann. The Endoplasmic Reticulum: Folding, Calcium Homeostasis,Signaling, and Redox Control. ANTIOXIDANTS amp。 REDOX SIGNALING. 8: 13911409,20062. Demaurex N and Frieden M. Measurements of the free luminal ER Ca(2+) concentration with targeted “cameleon