(2)淘汰多余生殖细胞以便形成血睾屏障[11]
血睾屏障是哺乳动物体内最紧密的连接之一,可阻止除特定分子以外的一切物质进入精巢,对精巢起到很好的保护作用。而支持细胞间的紧密相连可以确保血睾屏障的形成。有研究表明机体可通过凋亡的方式清除支持细胞周围的生殖细胞,以完成细胞间的紧密相连。
3. Bcl-2在生精细胞凋亡中的作用
精子发生过程中生精细胞的凋亡是一个极其复杂又受到多种因子调控的过程,而Bcl-2蛋白正是其中一类调控细胞凋亡的因子,其主要作用是抑制细胞凋亡。Bc1-2最早是由Tsujimoto等人从滤泡型非霍奇金B细胞淋巴瘤第14和18号染色体易位断裂点t(14、18)(q31-q21)分离获得的[12]。Bcl-2基因位于正常人类第18号染色体上,长度约230 Kb,包含3 个外显子和2个内含子,是第一个被确认为可抑制凋亡的基因[13]。其编码的Bc1-2蛋白由229个氨基酸组成,位于第34 ~ 80位的氨基酸残基有很高的突变率,但两侧的氨基酸序列相对保守。而且Bcl-2蛋白是一种膜整合蛋白,分布于线粒体膜、滑面内质网膜及核膜上。
3.1 Bcl-2蛋白家族的分类和结构
自从1984年研究人员发现Bcl-2蛋白后,随着时间的推移,研究人员又陆续发现了多种与Bcl-2结构相似、功能相关的蛋白,并将它们统一命名为Bcl-2家族蛋白。目前Bcl-2家族是被研究的最多的一类与凋亡相关的蛋白。
目前在细菌、线虫和哺乳动物中已鉴定出将近30种Bcl-2蛋白家族成员[14]。根据它们的结构和在细胞凋亡中的功能不同可将其分为三大类。其中一类是Bcl-2亚家族,主要包括Bcl-2、Bcl-XL、Bcl-w、Ced-9、Mcl-1等十余个成员,对细胞凋亡主要起抑制作用;第二类是Bax亚家族,其中包括Bax、Bak、Mtd等成员,对细胞的凋亡起促进作用;第三类则是BH3亚家族,如Bid、Bad、Bik等成员,其功能同样是促进细胞凋亡。
Bcl-2蛋白家族主要是由两个特殊的结构域组成:羧基端的跨膜结构域(TM)和数量不等的(1~4个)Bcl-2同源结构域(BH)。其中大部分Bcl-2亚家族成员同时含有BH-1、BH-2、BH-3、BH-4,4个结构域。其中大部分Bcl-2亚家族的结构中同时含有BH-1、BH-2、BH-3、BH-4这4个结构域;而另一些促凋亡蛋白亚家族则只含有一个或几个这类结构域,如Bax亚家族的结构中含有BH-1、BH-2、BH-3这3个结构域;而BH3亚家族的结构相对而言则比较特殊,仅含有BH-3结构域。Bcl-2蛋白家族中不同的凋亡蛋白可以通过BH结构域形成各种类型的同源或异源二聚体以发挥各自生物学效应。
通过比较两种类型的Bcl-2家族蛋白可知,在促凋亡蛋白亚家族中除Bcl-xs外,其他成员都缺乏BH-4结构域。由此可见在4个Bcl-2同源结构域中,只有BH-4是抗凋亡蛋白亚家族成员所特有的结构域。此外据研究发现,促凋亡蛋白亚家族的BH-3结构域在细胞凋亡进程中起着至关重要的作用,通常认为BH-3是死亡结构域[15]。
虽然三类Bcl-2蛋白亚家族成员的序列同源性比较低,但它们的整体拓扑结构却非常的保守,其中抗凋亡蛋白亚家族的BH-1、BH-2和BH-3这3个结构域可以形成一个伸长的疏水凹槽,而促凋亡蛋白亚家族中的BH-3结构域作为一个两性螺旋结构能够特异性地与此疏水凹槽相结合,此外抗凋亡蛋白亚家族中特有的BH-4结构域还可以稳定上述两者的结合。而细胞能否凋亡在一定程度上取决于上述结合过程中BH-3结构域是否被覆盖,如果该结构域被覆盖则无法再发挥促凋亡作用,如果未被覆盖,BH-3就会发挥其促凋亡作用。
3.2