HAX-1在心肌細胞凋亡中的研究進展

李文霞綜述，許 云審校

(海南省農墾那大醫院，海南 儋州 571700)

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HAX-1在心肌細胞凋亡中的研究進展

李文霞綜述，許 云審校

(海南省農墾那大醫院，海南 儋州 571700)

HAX-1作為一種新發現的細胞凋亡調節蛋白，在其參與的凋亡信號轉導中具有強大的抑制細胞凋亡作用。HAX-1可與細胞及組織內多種凋亡相關蛋白結合，在不同組織及細胞中發揮抗凋亡作用。本文簡要綜述了近年來有關HAX-1蛋白與細胞凋亡關系及在心肌細胞凋亡中的作用機制。

HAX-1；細胞凋亡；抗凋亡蛋白

HAX-1(HS1-associated protein X-1，HS1相關蛋白X-1)是近年發現的一種可以與絲氨酸/酪氨酸激酶的底物HS1(hematopoietic cell specific Lyn substrate 1，HS1)相互作用的蛋白質，1997年由Suzuki等[1]用酵母雙雜交技術首先發現其存在，并參與凋亡的調節和受體介導的信號轉導。HAX-1作為一種新發現的細胞凋亡調節蛋白，在其參與的凋亡信號轉導中具有強大的抑制凋亡作用[2-4]。本文就其在心肌細胞凋亡中的研究進展綜述如下：

1 HAX-1結構與功能

HAX-1廣泛表達于哺乳動物各個組織、細胞及多種細胞株中，其中骨骼肌細胞、心肌細胞中含量最高[1]，其主要分布于線粒體膜，少量分布于內質網、核膜等膜狀結構，在胞漿、高爾基體、溶酶體中亦有少量存在。HAX-1分子量約35kd，是由279個氨基酸殘基組成的一種蛋白質。研究證實[5-7]HAX-1位于線粒體外膜部分，其N端延伸至膜間隙，N端氨基酸殘基序列與Bcl-2蛋白家族的BH1及BH2結構域相似，其中BH1結構域中高度保守且具有重要功能的W/YGR三聯體序列也存在于HAX-1中[8]。HAX-1屬親水性蛋白，但其C端氨基酸殘基為一疏水跨膜區，此區域較其他跨膜結構域短，說明HAX-1的細胞膜狀結構還需要其他膜整合蛋白參與[1]。研究發現大鼠HAX-1與小鼠及人的HAX-1基因序列同源性分別為93%及85%，氨基酸序列同源性分別為94%及79%。HAX-1的序列含有Bcl-2家族同源結構域，并且與Bcl-2家族中的凋亡相關蛋白Nip3有同源性，與其他抗凋亡蛋白相互作用，促進細胞存活，對抑制細胞凋亡具有重要作用[9-10]。亦有學者[11]認為HAX-I在細胞內形成同源二聚體，發揮抑制凋亡的作用，可抑制Bax誘導的細胞凋亡作用，強于Bcl-XL抑制凋亡作用，但確切作用機制尚不清楚。

2 HAX-1與細胞凋亡

眾所周知Caspase-9是細胞線粒體凋亡途徑的一個關鍵性調節因子，在細胞凋亡過程中發揮著重要作用，Shaw等[12]研究證實HAX-1能夠與caspase-9在線粒體內結合，以劑量依賴方式競爭性抑制caspase-9的活化，達到維持線粒體膜電位來實現其抑制凋亡作用。在H2O2處理環境下，HAX-1過表達可阻止MEF細胞發生凋亡，但不能保護caspase-9敲除的MEF細胞免于凋亡發生，進一步證實了HAX-1通過抑制活化而達到其抑制凋亡作用[13]。亦有學者認為HAX-1的抗凋亡作用是通過抑制caspase-3途徑發揮作用的[14]；而Cilenti等[15]通過實驗證實HAX-1是線粒體內絲氨酸蛋白酶Omi/HtrA2的一個新的底物蛋白，在細胞凋亡過程中Omi/HtrA2發揮剪切酶作用，通過其蛋白水解活性，通過降解HAX-1，激活不依賴于caspase的細胞凋亡途徑，通過Omi/HtrA2對HAX-1的抗凋亡作用進行調節。另外HAX-1的抗凋亡作用還受到其他一些凋亡相關蛋白的調節[16-17]。

3 HAX-1在心肌細胞凋亡中的作用機制

研究發現HAX-1普遍存在于心肌細胞內，是保護心肌細胞免于程序性死亡的抗凋亡蛋白[18]。在成人心肌細胞中HAX-1的過表達可增加30%的抗凋亡保護作用。用反義siRNA-HAX-1阻止其表達顯著的增加了成人心肌細胞的死亡風險[12]。說明了HAX-1在心肌細胞抗凋亡作用中的意義。

雖然HAX-1已被證實為一個抗凋亡因子，但HAX-1抑制凋亡的具體作用機制仍不清楚。在循環研究中，Han等[19]研究發現HAX-1是心肌細胞內源性的凋亡抑制劑，通過阻止caspase-9的生物學活性而抑制心肌細胞凋亡。Kang等[20]亦發現，相對于非肌性細胞來說，心肌細胞是固有的依賴caspase-9的刺激細胞凋亡。可能的機制為：心肌細胞需要內源性抑制劑抑制caspase-9的活性，從而抑制心肌細胞的凋亡。體內外實驗均證明：在心室肌細胞的凋亡過程中，caspase-9的生物學活性被HAX-1抑制，且HAX-1在心室細胞中的過表達抑制caspase-9在缺氧-復氧過程中誘導的心肌細胞凋亡。HAX-1氨基末端第175～206個氨基酸序列是caspase-9反應的重要部位；而N基和C基末端是抗凋亡作用的控制區域。在心肌細胞的凋亡事件中，caspase-9進入線粒體與HAX-1共存，證明了caspase-9與HAX-1三維空間結構的復雜性。總之，HAX-1為一個新的抗凋亡因子，作用機制是通過抑制caspase-9的活性發揮其生物學效應。

有學者認為HAX-1作為心肌鈣離子濃度調節的重要蛋白質，在在體及分離的心肌細胞中均可發現，HAX-1過表達可降低鈣離子泵的活性，從而導致細胞內鈣離子濃度降低，抑制鈣超載及減弱心肌收縮；相反，HAX-1的降低增加鈣離子循環及心肌收縮[21]。受磷蛋白（Phospholamban，PLN）是重要的Ca2+內環境和心肌收縮的調節因子，在細胞內與HAX-1有機結合，增強了HAX-1的穩定性，提高HAX-1在細胞內的存活功能，它們的結合受PLN磷酸化水平及細胞內Ca2+濃度的影響[22]。抗凋亡蛋白HAX-1通過提高鈣離子轉運系統中PLN的抑制作用，調控受磷蛋白的數量，減弱心臟收縮機制和鈣超載。PLN/HAX-1復合體為心肌細胞內鈣離子循環機制和心肌收縮功能方面提供了一個很好的藥物作用靶點。用酵母雙雜交試驗觀察成人心肌cDNA文庫，顯示在缺氧-復氧過程所誘導的心肌細胞凋亡中，PLN的存在增加了HAX-1的保護作用。這些研究均認為肌漿網中的鈣離子與PLN/HAX-1復合體在調節心肌細胞凋亡中有一定的聯系。

HAX-1與促凋亡蛋白Bcl-2家族成員中的Nip3蛋白具有弱的同源性，Nip3是已知的在心肌細胞中抑制細胞凋亡的蛋白，可修飾線粒體，提高線粒體caspase級聯反應級別，從而抑制凋亡的發生，促進細胞存活。Lee等[23]研究發現，在細胞凋亡過程中HAX-1細胞內水平受caspase-3調節，并證實在Asp127位點發生了剪切從而發揮抑制caspase-3生物學活性作用。同時，HAX-1在HeLa細胞中過表達時，能夠抑制caspase-3的催化活性。總之，HAX-1在凋亡過程中的作用已日益受到重視。

4 展望

綜上所述，HAX-1作為心肌細胞中一個重要的抗凋亡蛋白，多項研究已證明其具有抑制心肌細胞凋亡的作用，但確切的抗凋亡機制目前仍在研究中。當然，對于HAX-1在心血管系統中多方面作用的認識才剛剛起步，還需要進行大量前瞻性的研究來了解HAX-1的特征及在心肌細胞抗凋亡機制中所起的作用，從而更好地指導臨床。

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Research advance of HAX-1in the apoptosis of cardiac muscle cell.

LI Wen-xia,XU Yun.Nongken Nada Hospitalof Hainan Province,Danzhou 571700,Hainan,CHINA

HAX-1,as one of the apoptotic regulatory proteins,has strong antiapoptotic function.HAX-1interacts with many proteins and exhibits pleiotropic antiapoptotic activity.This paper will review the effects of HAX-1on the apoptosis of cardiac muscle cell.

HAX-1;Apoptosis;Anti-apoptotic protein

R392.2+1

A

1003—6350（2012）16—132—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2012.16.057

李文霞（1972—），女，山西省運城市人，主治醫師，碩士。

2012-02-13)