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Bcl-xL计时器决定血小板的寿命
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3 N4 F+ i, v% ^- m7 nCell, Vol. 128, 1035--1036, March 23, 2007
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- S3 ^8 l' x, {7 H2 Y9 n. g# K 血小板是缺少细胞核的细胞片段，在凝血中起关键作用。Mason等在本期Cell报道，他们使用一种涉及到小鼠整体ENU突变的特殊遗传筛选，鉴定出抗凋亡蛋白Bcl-xL的突变，这种突变加速血小板的死亡，可导致血小板缺失。" ?% ^, [$ w- V' u5 F& [, \
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尽管在凋亡途径中有许多过程都与细胞核有关，如细胞核浓缩、DNA裂解以及需要有新RNA合成，但缺少细胞核的细胞，如血小板，也有编程式死亡。血小板与有细胞核的细胞一样，也具有线粒体死亡途径的关键调节因子Bcl-2家族蛋白质，其中包括原存活家族成员（Bcl-2, Bcl-xL）和原凋亡家族成员(Bax, Bak)。此外，血小板还有其他凋亡途径关键组分，包括Apaf-1、半胱天冬蛋白酶9和3。然而很难测定这些因子对血小板存活或生物合成是否有决定性或正面影响。问题是原死亡因子是否可通过促使血小板祖细胞巨核细胞的裂解来增加血小板生物合成？或是否这些原死亡因子可促进血小板死亡（一般血小板在血液中一星期后会死亡）？某些证据表明原凋亡的Bax促进血小板生成，而抗凋亡的Bcl-xL的超量表达破坏巨核细胞的裂解。这些发现与在储存血小板时，Bcl-xL的水平迅速下降的观察相矛盾，因为该项观察说明Bcl-xL可能在血小板存活中起重要作用。另外，在某些情况中，Bax可以是抗凋亡的，而Bcl-xL可以是原凋亡的。因此，证实内源Bcl-xL是否在体内的血小板存活中起关键作用是一项挑战。; x2 O5 z" a }
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Huang、Kile及其同事最近报道了Bcl-xL和Bax调节小鼠血小板的寿命长度。这些发现来自一项重要的研究工作：用突变剂N-乙基-N-亚硝基脲(ENU)处理小鼠，在第一代仔鼠中筛选血小板显性缺失（血小板减少症）。即使在更简单的生物中，使用这种方法也需要付出极大的努力，在小鼠中，这种方法几乎没有成功过。这些研究人员成功鉴定了5个可引起血小板减少症的遗传显性突变。5个突变中的2个(Plt20和Plt16)位于染色体2的相同片段上。这些突变的进一步单元型谱图和其后的序列分析揭示了每个突变引起Bcl-xL的单个氨基酸改变，Plt20为Tyr15转变为Cys，Plt16为Asn182转变为Ile。
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为进一步研究Bcl-xL在血小板减少症中的作用，Mason等检测了Bcl-xL杂合敲除小鼠。他们发现Bcl-xL杂合敲除小鼠与有Plt20或Plt16突变的小鼠一样，比野生型小鼠的血小板要少，这有力地说明Bcl-xL的单倍体缺失可引起血小板减少症。与之相反，在Bcl-a、Bcl-w或Mcl-1杂合小鼠中，血小板细胞的数目不受影响，这与Bcl-w和Mcl-1在血小板中表达水平很低以及与Bcl-2表达水平大大低于Bcl-xL等观察相吻合。# S- v$ H: g+ }- N
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为了说明Bcl-xL在体内血小板中的作用，Mason等首先分析了血小板的产生。Bcl-xL突变小鼠在骨髓和脾中有巨核细胞的持续产生，有正常数量的巨核细胞祖细胞，成熟巨核细胞有正常形态及正常倍数性。只有在对Bcl-xL Plt20突变为纯合子的小鼠脾中才能观察到对血小板数目略有影响。他们进一步发现，Plt16、Plt20或Bcl-xL杂合敲除小鼠的血小板半寿期有缩短，在交互接收转移测定中，这些突变小鼠的血小板比野生型小鼠的血小板澄清的更快。此外，Bcl-xL Plt20和Plt16小鼠血小板的平均年龄要比野生型小鼠血小板的平均年龄年轻，这与较老的血小板可选择性丧失的观察相吻合。这些证据共同说明Bcl-xL缺失可直接减少血小板的寿命，但不会破坏血小板的产生。
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Mason等进一步尝试理解Bcl-xL延长血小板寿命的分子机制。Plt16和plt20 Bcl-xL突变蛋白仍完全保留与原凋亡蛋白Bak和Bax相互作用的能力。但这两种突变蛋白较不稳定，比野生型Bcl-xL降解的更快。在Plt16纯合子小鼠的胚胎纤维细胞中，内源Bcl-xL的水平有所下降。与Bcl-xL中的这些突变使蛋白不稳定的模型相一致的是，来自Plt20或Plt16纯合子小鼠的胚胎纤维细胞，对由于环己酰亚胺抑制蛋白质合成而引起的细胞死亡比野生型细胞更敏感，但其他损伤信号，如星形孢菌素则无这种影响。4 S4 I5 D2 N* |$ F. G/ p$ y
/ A3 v( b. q& m5 \8 t 他们也使用了另外一种药理学方法证实Bcl-xL在血小板存活中的重要性。将小分子ABT-737插入Bcl-xL的（立体结构）缝隙中，可使之类似于原凋亡Bcl-2家族蛋白的BH3结构域。ABT-737可迅速诱导小鼠和狗的血小板减少症。这种血小板减少症至少部分依赖于半胱天冬蛋白酶。较年轻的血小板对ABT-737处理呈高度抗性，而较老的血小板较为敏感。这种结果是很容易预料的，因为年轻的血小板有更更多的Bcl-xL蛋白，而随着血小板变老，Bcl-xL蛋白会逐渐减少。Bcl-xL的量可能起分子时钟的作用。尽管ABT-737可能阻止Bcl-xL与Bax或Bak的结合并阻止Bcl-xL对它们的抑制，但也有可能是因ABT-737将Bcl-xL转换成原死亡因子，然后与Bax或Bak协同作用。
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为了确定Bax或Bak是否是体内血小板细胞死亡的关键因子，Mason等研究了Bax和Bak缺失的影响。如果将Bak基因（而不是Bax基因）进行敲除，被敲除小鼠相对于野生型小鼠，其血小板平衡方面有缺陷，而且血小板的数目大大增加、寿命大大延长。更重要的是，Bak基因的缺失可使Plt16或Plt20突变体以及使Bcl-xL杂合敲除小鼠的血小板缺乏症逆转，这表明Bak是重要的血小板杀手。: c, O) m( h( X/ }
( C8 y' n1 `8 O+ F4 ^# r 最近开发的用于小鼠的基因组表型突变筛选，可鉴定显性突变，但用这种方法鉴定的基因很少。然而由于最近使用了DNA耕作阵列的新技术，使上述方法可用来探测整个酵母基因组或人类染色体中的点突变。这些技术以及其他的技术进展（包括整个基因组的序列再分析），对揭示哺乳动物基因功能有极大的潜力，可能很快Mason等进行的重要的表型驱动突变筛选工作会变得更为普遍。
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本文转自建人先生原创，感谢 |
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发表于 2009-4-28 21:17
发表于 2015-5-25 14:16
