Nature子刊：凋亡檢測新技術

　　來自天津醫科大學的李兵輝(Binghui Li)博士領導的科研小組，開發出了一種新型的遺傳編碼熒光生物傳感器，證實在蛋白質裂解激活的條件下，這種傳感器可用于檢測細胞內的caspase-3活性。相關成果發表在7月16日的《自然通訊》(Nature Communications)雜志上。

　　凋亡(apoptosis)同細胞增殖、分化一樣，是多細胞生命活動的基本特征之一，具有重要的生理意義。近年的研究表明，細胞凋亡不僅與許多正常的生理過程有關，而且細胞凋亡異常還是許多疾病產生的重要原因之一，如在腫瘤、免疫系統疾病/神經系統疾病及心血管系統疾病中，都已注意到存在異常的細胞凋亡。因此，細胞凋亡已成為近年生物學、細胞分子生物學及醫學等領域研究的熱點。相應地，其檢測方法也日益完善。

　　Caspase家族在介導細胞凋亡的過程中起著非常重要的作用，其中 caspase-3 為關鍵的執行分子,它在凋亡信號傳導的許多途徑中發揮功能。Caspase-3正常以酶原(32KD)的形式存在于胞漿中，在凋亡的早期階段，它被激活，活化的Caspase-3由兩個大亞基(17KD)和兩個小亞基(12KD)組成，裂解相應的胞漿胞核底物，最終導致細胞凋亡。而在細胞凋亡的晚期和死亡細胞中，caspase-3的活性明顯下降。

　　為了方便監測多細胞環境中的caspase-3活性，研究人員開發出了一種遺傳編碼接通熒光生物學傳感器(genetically encoded switch-on fluorescence-base indicator)，這一傳感器是一種環化的嵌合體，其中包含有一個caspase-3裂解位點作為開關。當遭到類caspase-3蛋白酶裂解時，這一傳感器會發出熒光，由此可以實時監測這些caspases蛋白的活性情況。

　　研究人員構建出了組成性表達這些嵌合體的培養細胞，證實所有的健康細胞都不會發出熒光。而當將這些細胞暴露于凋亡刺激物之下時，死亡細胞顯示出與caspase激活相關的強熒光。

　　利用這些工具，研究人員對各種條件下每個細胞中的caspase-3活性進行了實時監測，并第一次在改良的軟瓊脂克隆形成實驗(soft agar assay)證實了，癌細胞的環境可以影響它們對于化療藥物的敏感性。這些生物傳感器將幫助研究人員更好地了解類caspase-3蛋白酶的生物學意義。