來源：生物谷網站

細胞凋亡是多細胞生物細胞死亡的經典途徑之一。在早期發(fā)育時期，細胞凋亡可以清除那些衰老的，或收到損傷的細胞群體，在后期細胞凋亡可以維持機體的穩(wěn)態(tài)平衡。通常認為細胞凋亡是一類抗癌癥的生物過程，因為它會將DNA受損的細胞及時清除。（我們都知道DNA受到損傷是細胞癌變的關鍵步驟）然而越來越多的證據表明細胞凋亡與癌癥發(fā)生之間的關系并沒有那么簡單。一些研究表明細胞凋亡中的關鍵蛋白能夠促進癌癥的發(fā)生。比如一類叫做Fas的死亡受體，小鼠敲除實驗證明缺失了Fas的小鼠其癌化效率變慢了。另外一項研究發(fā)現在頭頸癌以及乳腺癌患者中caspase-3的表達量異常的高，而內在的原因未知。

最近，來自美國杜克大學醫(yī)學中心皮膚病科的Chuan-Yuan Li課題組在《molecular cell》發(fā)表了他們對于caspase-3在癌變過程中的作用機制的研究。

首先，作者使用caspase-3 EGFP報告基因轉入人源乳腺表皮細胞MCF10A中。之后通過高強度的輻射使這些細胞DNA受損。結果顯示，在照射過后的細胞中出現了高強度的GFP表達，標志著caspase-3的表達。之后，作者通過流式分選的方法將細胞按照GFP表達強度的不同分為高表達組與低表達組。結果顯示，在高表達組中，盡管caspase-3的切割以及細胞色素C的釋放是非常強的效應，但這部分細胞卻并沒有出現任何凋亡的表型。這一結果與我們一貫的認識不同。進一步的輻射與流式分析，作者發(fā)現根據輻照強度的不斷升高，細胞的caspase-3表達量也不斷上升。以上這些結果說明非致死性的輻照能夠引起caspase-3的表達。

以上這一實驗結果讓作者們不禁要問：究竟輻照后的細胞基因組出現了怎樣的變化使得這些細胞對于caspase-3的致死效應不再敏感？作者因此檢測了輻照后細胞的基因組變化。結果顯示，輻照造成了明顯的基因雙鏈斷裂（DSB）現象，這一效應的強度與caspase-3的表達量存在明顯的相關性。如果認為將caspase-3的表達量降低后，將會抑制DSB的強度。后續(xù)的實驗證明了即使在沒有凋亡信號存在下，依靠caspase-3的活化也能造成DSB的發(fā)生。這些結果共同說明了caspase-3在輻照引起的雙鏈斷裂效應中的作用。另外，作者還使用了染色體偏差實驗證明了caspase-3介導輻照引起的染色體偏差的效應。

之后，作者利用體外的腫瘤生成模型檢測了casapse-3對癌癥發(fā)生的作用。他們將接受輻照并且流式篩選過的不同強度的MCF10A細胞在軟膠上自由生長。結果顯示：具有高caspase-3的表達量的細胞群落形成速率要高于低表達量細胞群。后續(xù)的實驗進一步驗證了這一結果。此外，作者將野生型與caspase-3敲低型的MCF10A細胞植入裸鼠體內，結果顯示野生型細胞形成腫瘤的概率為60%（6/10），而敲低組中沒有一例腫瘤形成的例子。

由于Endo G是caspase-3介導的凋亡信號的關鍵下游分子。在靜息狀態(tài)下，Endo G停留在線粒體中，而在caspase-3活化后，Endo G進入細胞核執(zhí)行DNA切割的作用。實驗顯示，在沒有經過輻射時，Endo G確實停留在線粒體周圍，當收到輻照后，Endo G進入細胞核中。而如果認為干涉caspase-3的表達量或活性，將會抑制Endo G的入核。后續(xù)的shRNA實驗證明了Endo G對于DSB的重要作用。因此，作者認為endoG可能是caspase-3在腫瘤發(fā)生過程中的重要下游效應分子。