Nature子刊：凋亡检测新技术
来自天津医科大学的李兵辉(Binghui Li)博士领导的科研小组，开发出了一种新型的遗传编码荧光生物传感器，证实在蛋白质裂解激活的条件下，这种传感器可用于检测细胞内的caspase-3活性。相关成果发表在7月16日的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。
凋亡(apoptosis)同细胞增殖、分化一样，是多细胞生命活动的基本特征之一，具有重要的生理意义。近年的研究表明，细胞凋亡不仅与许多正常的生理过程有关，而且细胞凋亡异常还是许多疾病产生的重要原因之一，如在肿瘤、免疫系统疾病/神经系统疾病及心血管系统疾病中，都已注意到存在异常的细胞凋亡。因此，细胞凋亡已成为近年生物学、细胞分子生物学及医学等领域研究的热点。相应地，其检测方法也日益完善。
Caspase家族在介导细胞凋亡的过程中起着非常重要的作用，其中 caspase-3 为关键的执行分子,它在凋亡信号传导的许多途径中发挥功能。Caspase-3正常以酶原(32KD)的形式存在于胞浆中，在凋亡的早期阶段，它被激活，活化的Caspase-3由两个大亚基(17KD)和两个小亚基(12KD)组成，裂解相应的胞浆胞核底物，最终导致细胞凋亡。而在细胞凋亡的晚期和死亡细胞中，caspase-3的活性明显下降。
为了方便监测多细胞环境中的caspase-3活性，研究人员开发出了一种遗传编码接通荧光生物学传感器(genetically encoded switch-on fluorescence-base indicator)，这一传感器是一种环化的嵌合体，其中包含有一个caspase-3裂解位点作为开关。当遭到类caspase-3蛋白酶裂解时，这一传感器会发出荧光，由此可以实时监测这些caspases蛋白的活性情况。
研究人员构建出了组成性表达这些嵌合体的培养细胞，证实所有的健康细胞都不会发出荧光。而当将这些细胞暴露于凋亡刺激物之下时，死亡细胞显示出与caspase激活相关的强荧光。
利用这些工具，研究人员对各种条件下每个细胞中的caspase-3活性进行了实时监测，并第一次在改良的软琼脂克隆形成实验(soft agar assay)证实了，癌细胞的环境可以影响它们对于化疗药物的敏感性。这些生物传感器将帮助研究人员更好地了解类caspase-3蛋白酶的生物学意义。
