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研究发现,严重持续的应激会导致细胞死亡,适当的应激能让细胞更加健康,这是生命进化过程中获得的必然能力。为应对环境不利因素,生物体必须建立一定的应对系统,这些应对系统具有可调节性,要维持这种应激系统正常功能,生物体必须经常接受外来不利因素的挑战。其实生活中我们对这种现象非常熟悉,我们都知道温室里的花朵并不是健康的,不经历风雨植物难以应对自然环境的不利因素。人类也一样,没有外界环境的接触,或者接触不够充分,例如太过干净无法获得健康的免疫系统,不接触阳光无法获得足够的维生素D,不经过足够的运动无法获得健康的肌肉。
细胞内的应激系统有很多,其中内质网应激是一种比较重要的形式,最近《科学》一篇论文就证明了这种适当内质网应激和过度应激会产生生与死截然不同的后果。
内质网是细胞内蛋白质组装系统,组装蛋白质最重要的内容是进行折叠,折叠是蛋白质产生功能的必要条件,但在折叠过程中会发生错误,如果这种错误折叠过多,就会产生内质网应激,如果这种应激足够剧烈,可导致细胞死亡。
霍德华休斯医学院的科学家研究发现,细胞有一种聪明的方法,能让细胞在出现内质网应激时继续生存。内质网因为蛋白错误折叠发生应激反应时,一方面使死亡受体5激活,同时也能促进这种受体降解。当内质网应激不够强时,死亡受体5的激活效应和降解导致的数量下降相互抵消,如果内质网内折叠蛋白持续积累导致应激足够强,激活效应超过降解效应,细胞会启动死亡程序,如果此时应激效应下降,因为死亡受体的水平会降低使细胞返回生存状态。这一发现具有重要意义,能帮助科学家理解蛋白错误折叠和细胞应激的关系,甚至能开发出相关药物,纠正严重应激导致的不良后果。
内质网应激不仅和死亡有关,也与炎症反应、胰岛素合成分泌有密切联系。例如WFS1基因的突变就和儿童糖尿病的发生有关,而这种蛋白和内质网应激有关系,或者能这一基因可以作为糖尿病治疗的新靶点。
Min Lu, David A. Lawrence, Scot Marsters, Diego Acosta-Alvear, Philipp Kimmig, Aaron S. Mendez,Adrienne W. Paton, James C. Paton, Peter Walter, and Avi Ashkenazi. Opposing unfolded-protein-response signals converge on death receptor 5 to control apoptosis. Science, 4 July 2014; DOI:10.1126/science.1254312
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