细胞凋亡过程中的钙信号研究

【作者】 蒲咏梅； 张东才；

【机构】 香港科技大学生物系；

【摘要】 作为细胞内信号传递的第二信使,钙离子在细胞增殖和分化过程中起着非常重要的作用。近来的研究揭示,在细胞凋亡(apoptosis)过程中也有钙离子信号的参与,但其具体的作用机制并不清楚。本研究利用定时显微录影术(time-lapse video microscopy)和图像处理技术探讨在紫外线诱导的细胞凋亡过程中,细胞内游离钙离子浓度的时空变化。我们将一种绿色荧光染料,calcium green-1,用电穿孔技术(electroportaion)导入NIH3T3细胞内,作为钙离子探针监测单个活细胞内游离钙离子浓度的变化。结果显示:(1)在紫外线诱导的细胞凋亡过程中,细胞内有活跃的钙信号出现。在紫外线照射后一小时内,我们观察到细胞质中有一连串的钙浓度的快速升降(calcium transients),每次升降持续的时间不超过40秒。这种钙信号的出现远早于已知的凋亡特征的出现,比如细胞质中caspases的激活和细胞膜上磷脂酰丝氨酸从膜内向膜外的翻转(PS turnover)。另外,持续性的细胞内钙增长(sustained calcium elevation)在凋亡后期细胞皱缩的过程中也有发现。(2)在紫外线诱导凋亡之前,用游离钙螯合剂BAPTA处理细胞,发现处理过的细胞中进入凋亡程序的比例大大降低。以上结果表明,钙离子可能作为一种上游信号在细胞凋亡过程的早期参与死亡信号的传递。更多还原