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凋亡在生物发育和维持正常生理活动过程中起着十分重要的作用。它参与了机体生殖、胚胎发育、免疫等生理过程,也参与了肿瘤、病毒感染等疾病的发生发展过程,并在细胞增殖、分化和衰老起着互补与平衡的作用。自1972年Kerr,Wyllie及Gurrie等提出这一概念以来,人们已逐渐认识到细胞凋亡是属于机体的生理机制和多细胞生物更新正常细胞和清除异常细胞的重要手段。因此对细胞凋亡机制的研究对人体健康和医疗具有极深远的意义。目前对于凋亡机制的研究普遍认为有两类凋亡通路,一类是由死亡受体介导的细胞凋亡途径。如:外源性的途径是由死亡配体(如FasL、TNF-α、TRAIL)结合到细胞膜相应的死亡受体(如Fas,TNF-RI,TRAIL receptor)。另一类是不经死亡受体途径,由凋亡刺激因子直接作用于细胞内分子引发凋亡。如线粒体介导的内源凋亡途径和内质网介导的内源凋亡途径。近年来生命科学领域出现了一种崭新技术:荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET),利用这种技术能够定时、定量、定位、无损伤检测活细胞内蛋白质与蛋白质间的相互作用。荧光共振能量转移是指两个荧光发色基团在足够靠近时,当供体分子吸收一定频率的光子后被激发到更高的电子能态,在该电子回到基态前,通过偶极子相互作用,实现了能量向邻近的受体分子转移(即发生能量共振转移)。近年来发展出了GFP多种突变体,通过引入各种点突变使发光基团的激发光谱和发射光谱均发生变化,而发出不同颜色的荧光,有黄色荧光蛋白(yellow fluorescent protein,YFP),青色荧光蛋白(cyan fluorescent protein,CFP)等。这些突变体使FRET方法来研究活细胞内蛋白质-蛋白质间相互作用成为可能。目前认为细胞凋亡是细胞在各种死亡信号刺激后发生的一系列caspase瀑布式激活的主动性细胞死亡过程,并且该过程,同时伴随着多种凋亡因子的参与。Bid是Bcl-2家族中的一个前凋亡因子。TNF-α(tumor necrosis factorα)可以通过激活caspase-8后由caspase-8切割Bid成为tBid。tBid进一步诱导Bax寡聚化并转位到线粒体,进而触发cytochrome c释放和caspase3激活,最终导致细胞凋亡。然而到目前为止,Bid和tBid在活细胞中是否能够直接和Bax发生作用仍然是一个不清楚的问题。在本研究中,我们使用了荧光共焦显微镜结合荧光共振能量转移技术和受体漂白技术来研究在TNF-α诱导的细胞凋亡过程中,Bid和Bax的动态相互作用过程。结果表明,在TNF-α处理的肺腺癌细胞(ASTC-a-1)中,全长的Bid通过瞬时的直接与Bax发生相互作用而导致Bax转位到线粒体,并且这一作用过程是发生在细胞收缩之前。接着,我们证明在TNF-α处理的ASTC-a-1和HeLa细胞中,Bid在细胞收缩之前没有发生切割,尽管细胞收缩之前caspase-8已经被激活,而且这一结果得到Western Blotting实验的进一步证明。另外,在TNF-α处理的ASTC-a-1细胞中,caspase-3激活经历了两个阶段,而Bid的切割是发生在caspase-3激活的第二个阶段。综上所述,全长的Bid在TNF-α诱导的细胞凋亡过程中激活了Bax转位并且Bid在细胞凋亡晚期发生了切割。