Cell揭示细胞死亡的旁路

　　

生物通报道  来自圣犹大儿童研究医院的研究人员揭示出了一条线粒体细胞死亡的新途径，其与BOK蛋白有关。这一研究发现有可能促使开发出一些新方法在某些类型的癌细胞中触发细胞死亡。相关论文在线发表在《细胞》（Cell）杂志上。

论文的通讯作者、圣犹大儿童研究医院免疫学系主任Doug Green说：“新发现的线粒体细胞死亡机制是由效应蛋白BOK所介导，BOK通常在内质网上针对性遭到破坏。这一分子事件信号通路似乎与细胞感受到的压力水平有着内在联系，确保了迅速程序性化破坏细胞和其内容物。”

细胞死亡是多细胞生物体利用来除去感染、受损或不必要的细胞，以帮助它们存活下去的一种机制。线粒体被称作为是细胞的产能细胞器。但它们也在某些条件下激活了细胞死亡，帮助了机体清除受损细胞。

线粒体细胞死亡途径（凋亡）是从线粒体外膜透化，布满小孔开始。随后细胞色素c一类的蛋白和其他的分子从线粒体内外膜之间的间隙漏到细胞质中，激活caspase蛋白酶启动一系列的反应导致了细胞快速死亡。

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论文的第一作者、圣犹大儿童研究医院Fabien Llambi说：“BOK是线粒体凋亡的一个效应蛋白，但它似乎与启动线粒体细胞死亡的一些已知蛋白以不同的方式发挥作用。BOK蛋白的稳定性与内质网内感受到的细胞压力量直接相关。”

研究人员揭示，内质网相关性蛋白降解(ERAD)信号通路的元件控制了BOK的蛋白质稳定。ERAD是帮助检测和消除受损及往往未折叠的蛋白质的一种质量控制机制。

科学家们还证实BOK独立于BCL-2蛋白家族的另外两个成员：BAK和BAX发挥作用。BCL-2蛋白家族调控并促成了线粒体细胞死亡。

Green说：“在压力过程中细胞的命运似乎与一些触发线粒体细胞死亡的信号通路，如我们发现的BOK信号通路有着错综复杂的联系。我们的研究工作还表明，表达高水平BOK的癌细胞有可能对靶向蛋白酶体或ERAD信号通路的抑制剂尤其敏感。”

开发出靶向ERAD信号通路的特异性抑制剂有可能成为一些已知可以终止癌细胞生长的蛋白酶体抑制剂的有用替代物。一些蛋白酶体抑制剂会影响多个靶点，无法达到期望的特异性水平。ERAD抑制剂或许可以克服这个缺点。但还需要进一步的工作鉴别出易受控于这类干扰的、合适的靶蛋白。

Doug Green博士的主要研究兴趣是癌症与免疫系统的中心凋亡机制，近年在Science、Nature、Cell杂志上发表了不少重要的研究成果。2009年4月，他在Nature杂志上首次揭示了P53蛋白在细胞质中的作用模式（Nature：抑癌卫士P53开辟新战场 ）。2012年月3月，在Cell杂志上解析了细胞凋亡相关的细胞色素C释放，为揭示细胞凋亡的秘密提供了重要的信息（Cell头条：细胞凋亡的润滑剂 ）。2015年7月，揭示肿瘤抑制子P53可以在细胞质中通过一种全新的机制触发细胞凋亡。研究论文发表在Molecular Cell杂志上（Cell子刊揭示p53的全新机制）。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文索引：

BOK Is a Non-canonical BCL-2 Family Effector of Apoptosis Regulated by ER-Associated Degradation

The mitochondrial pathway of apoptosis is initiated by mitochondrial outer membrane permeabilization (MOMP). The BCL-2 family effectors BAX and BAK are thought to be absolutely required for this process. Here, we report that BCL-2 ovarian killer (BOK) is a bona fide yet unconventional effector of MOMP that can trigger apoptosis in the absence of both BAX and BAK. However, unlike the canonical effectors, BOK appears to be constitutively active and unresponsive to antagonistic effects of the antiapoptotic BCL-2 proteins. Rather, BOK is controlled at the level of protein stability by components of the endoplasmic reticulum (ER)-associated degradation pathway. BOK is ubiquitylated by the AMFR/gp78 E3 ubiquitin ligase complex and targeted for proteasomal degradation in a VCP/p97-dependent manner, which allows survival of the cell. When proteasome function, VCP, or gp78 activity is compromised, BOK is stabilized to induce MOMP and apoptosis independently of other BCL-2 proteins.