Caspase-8
Caspase-8 (Cysteinyl Aspartate Specific Proteinase-8) 是一种关键的启动型半胱天冬酶 (Initiator Caspase),是外源性凋亡途径(又称死亡受体途径)的核心始动分子。它在正常生理状态下以无活性的酶原形式存在于胞质中。一旦细胞表面的死亡受体(如 Fas, TNFR1)与相应的配体结合并募集接头蛋白,Caspase-8 会通过其 N 端的 DED 结构域 募集至 DISC 复合物。通过二聚化激活后,它既能直接激活下游执行型 Caspase,也能通过切割 Bid 蛋白实现与内源性(线粒体)途径的“交谈”(Crosstalk)。
活化机制:死亡受体信号的转导
Caspase-8 的活化通过受体介导的聚集和邻近诱导实现:
- 死亡诱导信号复合物 (DISC) 组装: 当外源性配体(如 FasL, TNF-α)结合受体后,受体胞内段募集接头蛋白 FADD。FADD 的 DED 结构域与 Pro-caspase-8 的 DED 结构域 发生同型相互作用,将酶原招募至膜表面。
- 邻近二聚化: 在 DISC 平台上,多个 Caspase-8 酶原分子被迫紧密聚集,通过“邻近效应”发生二聚化并活化。活化后的 Caspase-8 进行自切割,释放成熟的大、小亚基。
- 信号分流:
1. 直接途径: 在某些细胞(I 型细胞)中,Caspase-8 直接切割并激活 Caspase-3。
2. 扩增途径: 在另一些细胞(II 型细胞)中,Caspase-8 切割 Bid 产生活性的 tBid,tBid 随后诱导线粒体释放细胞色素 c,整合内源性通路。
生理角色:凋亡与程序性坏死的平衡木
| 功能状态 | 关键互作 | 生物学效应 |
|---|---|---|
| 启动凋亡 | Caspase-8 → Caspase-3/7 | 执行典型的程序性细胞死亡,不引起炎症。 |
| 抑制坏死 | Caspase-8 切割 RIPK1/RIPK3 | 阻止程序性坏死 (Necroptosis) 的发生,维持生存。 |
| 活化失败 | Caspase-8 缺失或被抑制 | 细胞转向程序性坏死,导致严重的炎症反应。 |
临床意义与调节
- 自身免疫病: Caspase-8 基因突变(ALPS IIb型)会导致淋巴细胞凋亡受损,引起淋巴结肿大和自身免疫。
- 肿瘤逃逸: 许多神经母细胞瘤中 Caspase-8 表达沉默,使其对死亡受体介导的治疗产生耐药。
- 内源性抑制剂: c-FLIP 是一种结构类似于 Caspase-8 但缺乏酶活性的蛋白。它通过竞争性结合 DISC 平台来阻止 Caspase-8 的活化,在多种癌症中高表达以逃避死亡。
关键相关概念
学术参考文献与权威点评 [Academic Review]
[1] Muzio M, et al. (1996). FLICE, a novel FADD-homologous ICE/CED-3-like protease, is recruited to the CD95 (Fas/APO-1) death-inducing signaling complex. Cell. 85(6):817-27.
[权威点评]:该研究首次鉴定了 Caspase-8 (FLICE) 并阐明了其被募集到 DISC 的生化机制。
[2] Oberst A, et al. (2011). Catalytic activity of the caspase-8-FLIPL complex inhibits necroptosis. Nature. 471(7338):363-7.
[学术点评]:揭示了 Caspase-8 除了诱导凋亡,在抑制程序性坏死、维持个体生存方面同样具有核心作用。