Fas 通路

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Fas 通路及其在细胞中的作用是什么？

Fas 细胞信号通路在程序性细胞死亡（也称为细胞凋亡）的生理调节中发挥核心作用，并与各种恶性肿瘤和免疫系统疾病的发病机制有关。Fas（也称为 Apo1 或 CD95）是含有死亡结构域的 TNFR（肿瘤坏死因子受体）超家族成员。虽然 FasL（Fas 配体）-FAS 系统主要在其死亡诱导功能方面受到赞赏，但也通过尚未明确定义的通路转导增殖和激活信号。Fas 受体通过与其他细胞表面表达的 FasL 结合诱导细胞凋亡信号。Fas 是 I 型跨膜蛋白，而 FasL 是一种 TNF 家族 II 型跨膜蛋白，可通过金属蛋白酶（1）的作用以可溶形式排出。

Fas 细胞信号诱导凋亡

Fas 受体与 FasL 结合后，通过一个称为 DD（死亡结构域）的细胞质结构域与信号衔接子如 FAF-1（Fas- 相关因子 -1）， FADD（Fas 相关死亡结构域）， Daxx ， FAP-1 ， FLASH（FLICE 相关巨大）和 RIP（受体相互作用蛋白）相互作用进行三聚化并诱导凋亡。FADD 携带一个 DED（死亡效应结构域），通过同源相互作用募集含有半胱天冬酶-8 前体蛋白质的 DED ，该蛋白质处于非活性状态。该蛋白复合物也称为 DISC（死亡诱导信号通路），存在于 I 型细胞中。半胱天冬酶-8 前体经蛋白水解激活为半胱天冬酶 -8。FADD 还有助于半胱天冬酶 -10 的激活。激活后，半胱天冬酶 -8 和半胱天冬酶 -10 裂解并激活下游的效应半胱天冬酶，包括半胱天冬酶 -3 ， -6 和 -7。活化半胱天冬酶 -8 通过两种通路激活半胱天冬酶 -3 ；其中复杂的通路是半胱天冬酶 -8 裂解 BID（Bcl2 相互作用蛋白），其 COOH 末端部分易位至线粒体，在该处触发线粒体促凋亡因子的释放，如 CytoC（细胞色素 C）和 SMAC（第二线粒体源半胱天冬酶激活剂），后者也称为 Diablo。释放的 CytoC 与 APAF1（凋亡蛋白酶激活因子 -1）以及 dATP 和半胱天冬酶 9 前体结合并激活半胱天冬酶 -9。半胱天冬酶 -9 裂解半胱天冬酶-3 前体并激活半胱天冬酶 -3。另一个通路是半胱天冬酶 -8 直接裂解半胱天冬酶-3 前体并将其激活。这两种通路均通过内源性抑制剂 FLIP（FLICE（FADD 样 IL-1β- 转化酶）- 抑制蛋白）在半胱天冬酶 -8 激活水平上进行调节，该抑制蛋白也可能被 FADD 募集。有趣的是，FLIP 可能还参与替代信号通路，募集 TRAF1（肿瘤坏死因子相关因子 -1）， TRAF2（肿瘤坏死因子相关因子 -1）， MAPKKK（MAP 激酶激酶激酶）Raf1 和 RIP 激活 ERK（细胞外信号调节激酶）和 NF-κB（核因子κB）通路，导致增殖和/或炎症。FLIP 的这种差异活性似乎反映了分别促进死亡与增殖通路的短与长 FLIP 亚型的活性，介导了应答 Fas 信号传导的一项重要决策：死亡与增殖/炎症。半胱天冬酶被 IAP（细胞凋亡蛋白抑制剂）（2，3）抑制。半胱天冬酶 -3 ， 6 和 7 一旦激活，将导致几种细胞骨架和核蛋白（结构，信号转导蛋白或激酶）如 GDID4（GDP- 解离抑制剂 -D4）， PARP（聚ADP核糖聚合酶）， α-胞衬蛋白， GAS2（生长休止特定蛋白 -2）Lamin-A 和 B （B1 和 B2）和 PAK（p21 激活激酶）的分解，从而诱导凋亡。半胱天冬酶介导的裂解产生的 PAK活性是 FAS 受体信号诱导的 JNK（c-Jun 末端激酶）激活的必要组分，因此 PAK 也可促进细胞死亡的诱导。半胱天冬酶 -3 还可裂解 CAD 抑制剂（半胱天冬酶激活的 DNA 酶）ICAD ，从而释放 CAD 进入细胞核并裂解 DNA。在细胞核中，激活的半胱天冬酶 -3 还可以裂解 DNA-PKcs 并释放细胞质室中的裂解片段。刺激 Fas 还可导致 Rb（视网膜母细胞瘤蛋白）（4，5）发生显著改变。

Fas 受体激活的其他信号通路

除 FADD/半胱天冬酶-8 信号级联外， FAS 受体还可以激活许多其他信号通路。在参与 FAS 介导的信号转导的分子中，已证明 Daxx 和 RIP 与 FasR 结合，调节其信号。尽管 Daxx（死亡结构域相关蛋白）本身不含 DD ，但仍与 Fas 死亡结构域结合。Daxx 和 FADD 单独结合 FAS 并激活不同的通路。Daxx 可通过激活 JNK 激酶级联增强 Fas 介导的细胞凋亡，并最终导致转录因子（如 c-Jun）的磷酸化和激活。 JNK 激酶激酶 ASK1（细胞凋亡信号调节激酶 1）可隔离细胞质中的 Daxx。经 Fas 刺激后， Daxx 与 ASK1 相互作用并激活 ASK1。在不存在 ASK1 的情况下， Daxx 存在于细胞核中，在其中定位至 POD（PML （早幼粒细胞白血病蛋白）致癌结构域）。ASK1 和 Daxx 可以诱导独立于 ASK1 激酶活性的非半胱天冬酶依赖性细胞死亡。ASK1 还能够在 ASK1 激酶活性的关键要求下诱导半胱天冬酶依赖性细胞凋亡。Daxx 还与 sentrin 相互作用，这是一种可以共价修饰细胞蛋白的泛素样蛋白，是一种 Fas 结合蛋白，可保护细胞免受 Fas 诱导的细胞死亡。此外， Daxx 还与 Ubc9 相互作用，这是一种作为关键偶联酶的基本蛋白。Fas ， sentrin 和 Ubc9 结合区域的共定位表明该区域对 Daxx 调节的重要性。此外，FLASH 增强 Fas 介导的凋亡中半胱天冬酶 -8 的激活。因此，含有 DED 的蛋白似乎能够调节凋亡过程。FAF1 是一种 Fas 相关的分子，能够增强 Fas 介导的细胞凋亡。虽然 FAF1 不含典型的死亡结构域，但 FAF1 的 N 端可与 FAS 的 DD 结合。FAF1 是 Fas-DISC 的一个组分，由 FAF1 的 DED 样区域（FAR1 的氨基酸 181-381）以及半胱天冬酶 -8 和 FADD 的 DED（6-9）相互作用形成。

受体相互作用蛋白

受体相互作用蛋白（RIP ， RIP2 ， RIP3 ， RIP4）是含死亡结构域的蛋白，具有独特的丝氨酸/苏氨酸激酶活性。RIP 与 FAS 死亡域结合，但也可以直接与 FADD 和 FLIP 相互作用。RIP 过表达可导致 NF-κB 转位， JNK 激活和细胞凋亡。RIP 家族蛋白可通过多种通路转导非凋亡信号，包括 NF-κB 和 ERK。RIP 激活 NF-κB 依赖于功能性 NIK（NF-κB 诱导激酶），可能涉及 NIK 募集至 DISC。RIP 介导 NF-κB 的激活，而 RIP 与 FLIP 结合，可能至少部分解释了 FLIP 可以调节 NF-κB 激活的观察结果。NF- κB 激活后可转移至细胞核，在此处作为转录因子。NF-κB 激活通常诱导增殖，分化或炎症，但也可能促进细胞凋亡，这可能是不同细胞环境中报告的 RIP 功能差异的原因。激活的 RIP2 可将 ERK（细胞外信号调节激酶）磷酸化，从而独立于 MEK 激活 ERK 通路。最后， RIP 还可直接激活半胱天冬酶 -1 以及通过衔接蛋白 RAIDD（带死亡结构域的 RIP 相关 ICH-1/Ced3- 同源蛋白）激活半胱天冬酶 -2。激活半胱天冬酶 -1 可将 IL-1β（白介素 -1β 前体）加工为活性 IL-1β ，这是一种强效的炎症诱导剂。因此， RIP 可以通过多种不同的通路介导 Fas 诱导的分化和炎症。酸性 SMase（鞘磷脂酶）也在 Fas 刺激作用下激活，产生神经酰胺，该神经酰胺是细胞应激介质和已知的细胞凋亡刺激物（2,10）。

Bruton 酪氨酸

在 B 细胞中， BTK（Bruton 酪氨酸激酶）与死亡受体 Fas 结合并损害 Fas 与 FADD 的相互作用，这种相互作用对于凋亡信号期间 Fas 募集和激活 FLICE 至关重要，从而防止 Fas 连接后 DISC 的组装。Fas 通路也可在转录水平调控，例如由肿瘤抑制因子 p53 调控。 p53 阳性调节参与 FasL 诱导细胞凋亡的基因，包括 Fas 和 Bax。FasL 通过诱导表达 Fas 的激活浸润白细胞和淋巴细胞凋亡，参与维持免疫特权部位，如眼睛、睾丸、大脑、关节和妊娠子宫。由于 Fas 和 FasL 是免疫系统细胞凋亡的已知调节子，阻断人结肠癌细胞中的 Fas/FasL 相互作用可导致胸腺嘧啶减少死亡。Fas/FasL 相互作用也可能参与器官特异性自身免疫性疾病（例如桥本甲状腺炎，胰岛素依赖型糖尿病和多发性硬化）期间的靶点破坏（11,12）。