半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶8在某些皮肤病的研究进展

陈敏聪 王建琴

半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶8在某些皮肤病的研究进展

陈敏聪 王建琴

半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶8与死亡受体介导的凋亡密切相关。近年来，对半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶8参与凋亡机制的研究取得了一些进展，发现半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶8除凋亡以外的其他生物学功能，如参与T细胞增殖和免疫应答、细胞黏附/迁移、血管内皮形成等。作为Fas凋亡途径关键的启动者，半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶8与皮肤损伤修复、瘢痕形成、扁平苔藓等密切相关，并在抗炎中发挥一定作用。

皮肤疾病；半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶8；细胞凋亡

半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶 8（Caspase8）是Caspase家族中关键的启动型Caspase。Caspase家族主要包括，启动型 Caspase（包括 2、8、9、10）：通过自身活化启动凋亡并调节效应型Caspase。效应型Caspase（包括 3、6、7）：能分解蛋白，执行凋亡和炎症型 Caspase（包括 1、4、5等）。目前认为，Caspase8 和Caspase3在Caspase级联反应中处于核心地位，是细胞凋亡发生的关键步骤及一切凋亡信号传导的共同通路。

1 Caspase8的结构及分布

Caspase8的编码基因CASP8及Caspase10基因CASP10共同位于染色体2q33-34中。Caspase8分为前结构域、大亚基、小亚基3部分，并以无活性的酶原形式广泛存在于成人及除胎脑外的各种组织的线粒体内，少量存在于胞质及胞核，在外周血白细胞的水平较高。Caspase8前体相对分子质量约为55 000，其N端有2个70aa左右的结构域，与Fas相关死亡域蛋白（FADD）的N端的死亡效应结构域同源，这种同源的结构域可以相互聚合，使Caspase8前体能与FADD相互结合。

2 Caspase8的生物学功能

2.1 参与细胞凋亡：Caspase8是死亡受体介导的外源性凋亡途径关键的启动型Caspase。在外源性凋亡途径中，首先是Caspase8前体的大小亚基分离，然后大亚基与前结构域分离，最后两个大亚基和两个小亚基结合形成四聚体，再从死亡诱导信号复合体进入胞质，活化后的Caspase8进一步水解其下游的同源酶，如Caspase6、Caspase7等，最后激活其效应物Caspase3并产生生物学效应。

活化的Caspase8也可能启动内源性凋亡途径。在内源性凋亡途径中，细胞内的死亡信号诱导线粒体膜通透性改变，跨膜电位丢失，并释放多种蛋白因子，继而胞质内凋亡蛋白酶活化因子1、细胞色素C和Caspase9形成凋亡体，活化的Caspase9切割Caspase3，最终细胞死亡。通常情况下，Bcl-2家族中的BID以非活化形式存在于细胞质，BID 能被活化后的 Caspase-8 剪切成tBID［1］，转移并定位于线粒体，其C-端能使线粒体释放细胞色素C，进而启动内源性凋亡途径。由此可以说明，外源性途径能间接作用于内源性途径，有效放大凋亡信号。

2.2 参与T细胞增殖和免疫应答：研究表明，Caspase8在淋巴细胞对外界抗原刺激引起的反应性增殖中发挥重要的作用。Fas信号通路的功能被限制在诱导淋巴细胞死亡和外周免疫耐受上。这种功能的缺陷会导致淋巴细胞的凋亡缺陷，从而产生自身免疫性淋巴细胞增多综合征（ALPS）。部分ALPS患者由于Caspase8缺陷，引起淋巴细胞活化障碍，从而表现出典型的临床症状［2］。Salmena 等［3］发现，T细胞系缺失Caspase8的小鼠表现出严重的T细胞增殖以及对病毒感染的免疫应答障碍。此外，有学者还验证了Caspase8参与抗原受体诱导的核因子（NF）κB活化，NF-κB活化是在淋巴细胞增殖及在免疫反应产生中的关键信号事件［4］。Caspase8通过NK-κB下游通路的抗原受体在信号传导中发挥作用。

2.3 参与细胞迁移/黏附：研究发现，Caspase8前体在决定细胞迁移还是黏附上起着重要的作用，这种作用是通过Src的磷酸化来限制Caspase8前体转变成Caspase8控制的［5］。决定细胞凋亡还是迁移，大体上，由一种分子开关控制。研究表明，Caspase8可能掌握着一个与此相关的“辅助效应”的分子开关。在细胞的迁移过程中，Caspase8前体与磷脂酰肌醇-3-OH蛋白酶调节亚基p85α及c-Src相互作用，通过细胞外信号调节蛋白酶信号传导。

2.4 参与血管内皮形成：随着研究的深入，陆续发现，Caspase8还具有其他非凋亡的生物学功能。Kang等［6］发现，在小鼠胚胎发育过程中，Caspase8表达的缺失会导致血管及神经管缺陷并死亡。

3 Caspase8与疾病的关系

3.1 肿瘤：研究发现，CASP8由于其甲基化、基因突变等原因引起Caspase8表达的缺失，与成神经细胞瘤、原始神经外胚层肿瘤、小细胞肺癌等肿瘤的发生密切相关。许多肿瘤之所以能在短时间内迅速出现或增大，可能是因为长期缺少一种合适的微环境，导致Caspase8在这些肿瘤中不能耐受。很多发展中的肿瘤会表达致癌活性，如表达超生理量的Caspase抑制剂，或者激活可以抑制Caspase8活性的生长因子受体和Src蛋白酶。

尽管如此，但许多常见肿瘤类型中仍然维持着或者上调表达量。事实上，Caspase8在很多上皮来源的肿瘤组织中表达并缺失［7］。如，在结肠癌多期发展的过程中很少有Caspase8表达的缺失。人类蛋白质组学计划研究了Caspase8在人体常见肿瘤及其对应的正常组织中的表达量［8］，结果表明，Caspase8在肾脏、前列腺、肺、结肠、乳腺等器官的肿瘤组织的表达量较正常组织减少，而在宫颈、胰腺、肝脏等器官中，却得到了相反的结果。

在非黑素瘤的皮肤肿瘤中，学者比较了不同分化类型的角质形成细胞后发现，Caspase8在皮肤基底细胞癌和皮肤鳞状细胞癌的表达显著高于正常皮肤，推测可能的机制为Caspase8介导的细胞凋亡异常或肿瘤细胞的免疫逃逸［9］。

3.2 皮肤病：在接受高剂量中波紫外线（UVB）照射后，细胞往往会产生凋亡。Xu等［10］探讨了在UVB引起细胞凋亡与Caspase8、Caspase3活性的关系。他们发现，在UVB诱导的皮肤成纤维细胞凋亡中，Caspase8、Caspase3的活性呈时间依赖性递增，而作为酶作用底物的波形蛋白表达量也随UVB照射时间延长而增加。当Caspase8的活性减弱时，UVB介导的Caspase3凋亡被抑制；Caspase3活性受到抑制时，细胞凋亡及Caspase8的活性也受到抑制。该研究提示，Caspase8、Caspase3参与了UVB介导的皮肤成纤维细胞的凋亡，Caspase8和Caspase3在这个过程中是相互作用的，为解决急性光损伤和改善UVB引起的皮肤光老化提供了新的思路。有研究发现，Caspase8在口腔扁平苔藓皮损中的角质形成细胞和浸润的淋巴细胞中大量表达，推测Caspase8介导的死亡受体凋亡途径可能参与KC的凋亡过程，致使基底细胞液化变性，产生扁平苔藓的病理变化［11］。

Caspase8还与皮肤的其他损伤有关。Honardoust等［12］发现，被核心蛋白聚糖处理过后的表浅皮肤成纤维细胞，凋亡及死亡细胞均明显增多。与深层皮肤成纤维细胞比起来，核心蛋白聚糖导致表浅皮肤成纤维细胞中的组蛋白1、Caspase8、p53等凋亡标志物显著增多，提示深层皮肤成纤维细胞对核心蛋白聚糖介导的凋亡抵抗，导致细胞外基质过度沉积，可能参与了肥厚性瘢痕的形成。

随着研究的不断深入，科学家还发现，Caspase8可以通过关联诱导基因蛋白Ⅰ信号复合体，以及抑制一些诱导基因蛋白Ⅰ信号复合体的信号触发机制来对抗炎症反应，并且发现CASP8基因敲除的小鼠可出现致命性的慢性皮肤炎症疾病，进一步证实了Caspase8在对抗皮炎的作用［13］。另外，表皮 Caspase8的缺失可以减弱皮肤创伤修复过程中的的炎症反应和细胞增殖，从而促进特应性皮炎的发病［14］。

有学者还发现［15］，小鼠皮肤伤后3～6 h，Caspase8阳性细胞比率较低，12 h后逐渐升高，3 d达到高峰，以后逐渐下降。随伤后时间延长，Caspase8阳性细胞以单核细胞及成纤维细胞为主。

4 Caspase8抑制剂

细胞型Fas相关的死亡区域蛋白样白细胞介素1转换酶抑制蛋白（c-FLIP），最初被定义为通过与Caspase8竞争FADD的一种死亡受体信号的抑制剂，一直认为是一种重要的凋亡抑制蛋白。近年来，研究明确了c-FLIP与T淋巴细胞和角质形成细胞的存活及增殖也密切相关。Tian等［16］研究发现，c-FLIP在尖锐湿疣组织中无论mRNA水平还是蛋白水平均显著升高，且c-FLIP在尖锐湿疣中的表达量与增殖细胞核抗原标记指数高度相关。

5 结语

Caspase8作为Caspase家族中关键的启动型Caspase，越来越受到人们的重视。除了与凋亡密切相关，Caspase8还参与T细胞增殖与免疫应答、血管内皮细胞形成、细胞迁移/黏附等过程，不仅参与肿瘤的发生发展，还与皮肤成纤维细胞、角质形成细胞等的凋亡及其引起相关疾病和损伤密切相关。未来Caspase8可能为临床治疗肿瘤以及其他肿瘤新生物提供理论依据和治疗新靶点。

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北京协和医院皮肤科招收进修医师通知

北京协和医院皮肤科常年接受全国各省市三级以上医院皮肤科医师进修学习。条件如下：临床进修医师必须具备正规医学院校本科及以上学历（不包括续本），具备医师资格证书和医师执业证书以及从事3年以上临床工作;每年招收两期；报到时间为每年的3月和9月，进修期限为半年或1年。在北京协和医院官网-医学教育-进修国际合作页面下载相关表格。邮寄纸质版进修申请表（加盖医院公章）至北京市东城区帅府园1号，北京协和医院教育处，邮编100730，联系电话010-69156878；信息表发送至电子邮箱xiehejinxiu@163.com。

Caspase 8 in some dermatoses

Chen Mincong,Wang Jianqin*.*Department of Dermatology,Guangzhou First People′s Hospital,Guangzhou 510180,China

Caspase 8 is closely associated with death receptor-mediated apoptosis.In recent years,some progress has been made in studies on the roles of caspase 8 in apoptosis.Besides initiating apoptosis,caspase 8 has many other biological functions,such as participating in T cell proliferation and immune responses,cell adhesion/migration,vascular endothelium formation,etc.As a key initiator of the Fas-mediated apoptotic pathway,caspase 8 is closely associated with repair of skin damage,cicatrization and lichen planus,and also plays some roles in counteracting inflammation.

Skin diseases;Caspase 8;Apoptosis

Wang Jianqin,Email:jianqinwang@tom.com

10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2015.02.015

510180广州市第一人民医院皮肤科［陈敏聪（现在华南农业大学医院皮肤科，510642广州）］；广州市第一人民医院南沙医院皮肤科（王建琴）

王建琴，Email:jianqinwang@tom.com

本文主要缩写：Caspase：半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶，FADD：Fas相关死亡域蛋白，ALPS：自身免疫性淋巴细胞增多综合征，NF：核因子

2014-04-29）