Information

Tritt Apoptose zu einer bestimmten Tageszeit häufiger auf?

Tritt Apoptose zu einer bestimmten Tageszeit häufiger auf?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mich interessiert, ob Apoptose (programmierter Zelltod) häufiger tagsüber oder nachts auftritt, z.B. wenn Apoptose mit einem circadianen Rhythmus verbunden ist.

Eine einfache Suche ergab ein paar Artikel:

Tagesschwankungen in der Expression von strahleninduzierter Apoptose

Die circadiane Uhr steuert Sonnenbrand-Apoptose und Erythem in der Maushaut

Ich bin mir jedoch nicht sicher, wie ich diese interpretieren soll und würde mich über die Hilfe eines Biologen freuen. Ich habe keine sehr gute Vorstellung von den Grenzen unserer Ermittlungsinstrumente oder ob meine Frage wohl formuliert ist. Dankeschön!


Deine Frage ist recht wohlgeformt, aber ich kann bisher nur sagen: Ich weiß es nicht. Vielleicht ist es bekannt, aber ich konnte in der Literatur keine Informationen dazu finden. Im Allgemeinen ist wenig über das Übersprechen zwischen zirkadianen Rhythmen und Apoptose bekannt. Es ist bekannt, dass zirkadiane Rhythmen die Reparatur von DNA-Schäden regulieren, daher würde ich annehmen, dass das gleiche für andere Erhaltungsfunktionen wie die Apoptose überflüssiger oder beschädigter Zellen gilt.

Ich weiß nicht, welche Forschungsinstrumente Ihnen zur Verfügung stehen, aber wenn Sie den Effekt der Uhr auf die Apoptose-Signalgebung in einer vereinfachten Umgebung betrachten möchten, würde ich empfehlen, die Uhr von Kulturzellen mit Dexamethason zu synchronisieren (Sie finden a dazu in der Literatur) und dann mit der Apoptose-Auslesung Ihrer Wahl an in regelmäßigen Abständen entnommenen Proben dieser Zellen. Ich empfehle, innerhalb von 24-48 Stunden alle 4 h Proben zu nehmen. Sie können dies weniger mühsam machen, indem Sie separate Stapel zu verschiedenen Zeitpunkten synchronisieren. Als Auslesewert für Apoptose empfehle ich die Caspase-3 / -7-Aktivität, idealerweise per Western Blot oder einen enzymatischen Aktivitätstest mit Ac-DEVD-AMC oder ähnlichem.

Wenn Sie die Wirkung in einem komplexeren, physiologischen Modell betrachten möchten, müssen Sie Mäuse verwenden.

Ich hoffe ich konnte dir ein wenig helfen. Viel Glück!


Das Gegenteil von Apoptose? Forschung bestätigt, dass Regeneration in erwachsenen Zellen stattfindet

Biologen haben seit langem festgestellt, dass in Zellen, die als reif gelten, keine Zellteilung stattfindet. Mit anderen Worten, Zellen, die in bestimmten Geweben eine bestimmte Rolle gespielt haben, werden sich nie wieder in zwei Teile teilen und sterben als Reaktion auf Schäden oder im Alter ab, um nie ersetzt zu werden.

Andererseits haben einige Wissenschaftler behauptet, dass eine Zellteilung in reifen Zellen möglich ist. Dies würde dazu führen, dass eine reife Zelle in einen „jüngeren“ Zustand zurückkehrt, ähnlich einer Stammzelle, mit der Fähigkeit, zu einem regelmäßigen Wachstums- und Teilungszyklus zurückzukehren. Die empirische Biologie oder Biochemie konnte jedoch nicht beobachten oder beweisen, dass dieses Ereignis in der Realität auftritt.


Regulation der Apoptose

In den folgenden Jahrzehnten arbeitete eine große Anzahl von Forschern daran, die molekularen Mechanismen zu entschlüsseln, die die Apoptose während der Entwicklung initiieren und ausführen, und bestimmten auch die Rolle der Apoptose bei Krankheitszuständen (Übersicht in 4,5). Zwei verschiedene, aber letztlich konvergierende Wege leiten die Apoptose ein 6 : der mitochondriale, intrinsische oder B-Zell-Lymphom 2 (BCL-2)-regulierte Weg und der extrinsische oder Todesrezeptor-Weg (Abbildung 2).

Abbildung 2. Vereinfachte schematische Darstellung der apoptotischen Wege der Mitochondrien und des Todesrezeptors.

MOMP, Permeabilisierung der mitochondrialen äußeren Membran.

Der mitochondriale Weg wird während der Entwicklung durch die Begrenzung der Wachstumsfaktoren, metabolischen Stress, fehlende neurotrophe Unterstützung, mangelnde Durchblutung oder Verlust der Substratadhäsion initiiert (anoikis, aus dem Griechischen ein + oikos, d. h. ohne + home) und in Krankheits- oder Versuchssituationen durch DNA-Schäden und diverse zytotoxische Agenzien. Die Reaktion auf diese Stimuli wird durch Mitglieder der BCL-2-Proteinfamilie 4 reguliert. Als Reaktion auf den Tod induzierende Stimuli hemmen pro-apoptotische Mitglieder der Familie (BIM, PUMA, BID, BMF, NOXA, BIK, BAD und HRK zusammenfassend als BH3 [BCL-2 Homologiedomäne 3]-only Proteine ​​bezeichnet) die Anti- -apoptotische BCL-2-Familienmitglieder (BCL-2, MCL-1, BCL-XL, BCL-W und A1/BFL-1), die unter Steady-State-Bedingungen die pro-apoptotischen Effektoren, die Multi-BH-Domäne, halten Proteine ​​BAX und BAK, in einem inaktiven Zustand. Darüber hinaus wurde berichtet, dass einige nur BH3-Proteine ​​(z. B. BIM und PUMA) BAX und BAK direkt aktivieren 4,5 . Nach der Aktivierung bilden BAX und BAK Poren innerhalb der mitochondrialen Außenmembran, was zur Permeabilisierung der mitochondrialen Außenmembran (MOMP) und zur Freisetzung von Cytochrom C und anderen apoptogenen Faktoren aus den Mitochondrien in das Zytoplasma führt (Abbildung 2).

Cytochrom C assoziiert mit APAF-1 und Caspase-9, um das Apoptosom zu bilden, und dies stimuliert die Caspase-9-Aktivierung, die wiederum die Effektor-Caspase-3, -6 und -7 spaltet und dadurch aktiviert. Diese Effektorcaspasen spalten Hunderte von Proteinen und aktivieren oder hemmen in bestimmten Fällen andere Enzyme proteolytisch. Dazu gehören die Aktivierung von Endonukleasen, die die DNA-Fragmentierung antreiben, und die Hemmung von Flippasen, die zur Exposition von „Eat me-Signalen“ auf der Plasmamembran führen. Diese Prozesse führen zur Kondensation des Chromatins und zur Verpackung des Zellinhalts in apoptotische Körper und zur Entfernung durch Phagozytose.

Im Todesrezeptorweg wird die Apoptose durch die Bindung bestimmter Mitglieder der Tumornekrosefaktor (TNF)-Familie an ihre verwandten Rezeptoren, die zur TNF-Rezeptor (TNFR)-Familie gehören (insbesondere Bindung des FAS-Liganden [FASL] an dessen Rezeptor FAS). Damit können zwei verschiedene Ereignisreihen in Gang gesetzt werden: Falls vorhanden, wird Pro-Caspase-8 aktiviert, die die Effektor-Caspase-3, -6 und -7 direkt aktiviert. Das pro-apoptotische BH3-only-Protein BID kann nach proteolytischer Umwandlung in tBID auch den BAX/BAK-abhängigen mitochondrialen apoptotischen Weg aktivieren, um dadurch die apoptotische Kaskade zu verstärken (Abbildung 2). Wenn Caspase-8 fehlt oder gehemmt wird (zum Beispiel durch virale Inhibitoren dieser Protease, wie vFLIP), kann eine andere Form des regulierten Zelltods, die als Nekroptose 7 bezeichnet wird, über die Rezeptor-wechselwirkende Serin/Threonin-Proteinkinase 1 ( RIPK1), RIPK3 und Kinase-Domänen-ähnliche Pseudokinase (MLKL) gemischter Abstammung (Abbildung 2). Diese alternativen Schicksale nach der Aktivierung von FAS oder bestimmten anderen Oberflächenrezeptoren (z. B. TNFR1) führen entweder zum apoptotischen oder nekroptotischen Zelltod mit erkennbaren histologischen Morphologien (Abbildung 1). Die Form des Zelltods, von der berichtet wird, dass sie während der Embryonalentwicklung auftritt, ähnelt dem apoptotischen Zelltod. Basierend auf histologischen Studien wäre ein nekroptotischer Zelltod, wenn er während der Entwicklung auftritt, nicht üblich.

Im folgenden Abschnitt fassen wir die ursprünglich vorgeschlagenen Rollen des apoptotischen Zelltods während der Entwicklung und neuere detaillierte funktionelle Studien zusammen, die den viel eingeschränkteren Spielraum von Prozessen identifiziert haben, die entscheidend von der entwicklungsbedingten Apoptose abhängen. Abschließend schlagen wir vor, warum die Entwicklungsapoptose in vielen Geweben auftritt, scheinbar ohne wesentlich zu sein.


Tritt Apoptose zu einer bestimmten Tageszeit häufiger auf? - Biologie

Sie haben eine maschinelle Übersetzung ausgewählter Inhalte aus unseren Datenbanken angefordert. Diese Funktionalität wird ausschließlich zu Ihrer Bequemlichkeit bereitgestellt und soll in keiner Weise die menschliche Übersetzung ersetzen. Weder BioOne noch die Eigentümer und Herausgeber der Inhalte geben ausdrückliche oder stillschweigende Zusicherungen oder Gewährleistungen jeglicher Art ab und lehnen diese ausdrücklich ab, einschließlich und ohne Einschränkung Zusicherungen und Gewährleistungen hinsichtlich der Funktionalität der Übersetzungsfunktion oder der Genauigkeit oder Vollständigkeit von die Übersetzungen.

Übersetzungen werden in unserem System nicht gespeichert. Ihre Nutzung dieser Funktion und der Übersetzungen unterliegt allen Nutzungsbeschränkungen, die in den Nutzungsbedingungen der BioOne-Website enthalten sind.

Erhöhte Apoptose, die während der ersten Welle der Spermatogenese auftritt, ist stadienspezifisch und betrifft hauptsächlich mittelpachytäre Spermatozyten im Rattenhoden

Kirsi Jahnukainen, 1,2,* Dionisios Chrysis, 1 Mi Hou, 1 Martti Parvinen, 3 Staffan Eksborg, 4 Olle Söder 1

1 aPädiatrische Endokrinologie, Abteilung für Frauen- und Kindergesundheit, Karolinska-Institut und Hospit
2 cDepartment of Pediatrics, University of Turku, FIN-20520 Turku, Finnland
3 dAnatomisches Institut, Universität Turku, FIN-20520 Turku, Finnland
4 bKarolinska Pharmacy, Karolinska Institute and Hospital, SE-171 76 Stockholm, Schweden

* Korrespondenz: Kirsi Jahnukainen, Abteilung für Pädiatrie, Universität Turku, FIN-20520 Turku, Finnland. Fax: 358 2 313 1460 [email protected]

Enthält PDF & HTML, falls verfügbar

Dieser Artikel ist nur verfügbar für Abonnenten.
Es ist nicht im Einzelverkauf erhältlich.

Die physiologische Apoptose, die bei unreifen Hoden auftritt, scheint für die Reifung dieses Gewebes notwendig zu sein. Somit folgt auf die Hemmung der frühen apoptotischen Welle, die mit der ersten Runde der Spermatogenese verbunden ist, eine Akkumulation von Spermatogonien und Unfruchtbarkeit im späteren Leben. Um die Zelltypen zu identifizieren, die in unreifen Rattenhoden eine Apoptose durchlaufen, und um die Beziehung zwischen dieser Apoptose und dem Fortschreiten der ersten Welle der Spermatogenese zu charakterisieren, wurden sequentielle lebensfähige Segmente von Samenkanälchen von 8-, 18- und 26-Tage-alten Ratten untersucht unter einem Phasenkontrastmikroskop. Eine neue Beobachtung war die Existenz einer ausgeprägten Stadienspezifität während des Höhepunkts der Apoptose im sehr frühen postnatalen Alter von 18 und 26 Tagen. Erhöhte Apoptose pachytäner Spermatozyten in den Stadien VII–VIII war das Hauptmerkmal, das die unreife Spermatogenese von dem entsprechenden adulten Prozess unterschied. Auch die Häufigkeit der Apoptose bei Typ-A-Spermatogonien in den unreifen Stadien IX–I war im Vergleich zu den entsprechenden reifen Stadien erhöht. Der altersbedingte Höhepunkt der Apoptose wurde durch Caspase 3 vermittelt, außerdem wurde eine stadienabhängige Expression von Bax in Midpachytän-Spermatozyten in den 18 und 26 Tage alten Hoden beobachtet. Diese Beobachtungen legen nahe, dass diese Bax-regulierte, Caspase 3-vermittelte, erhöhte Apoptose von Midpachytän-Spermatozyten während der ersten Welle der unreifen Spermatogenese einen wesentlichen Unterschied zur Apoptose im reifen Hoden darstellt und eine wichtige regulatorische Rolle bei der Etablierung von Spermatogenese im Rattenhoden.

Kirsi Jahnukainen, Dionisios Chrysis, Mi Hou, Martti Parvinen, Staffan Eksborg und Olle Söder 2), 290-296, (1. Februar 2004). https://doi.org/10.1095/biolreprod.103.018390

Eingegangen am 17. April 2003 Angenommen: 1. September 2003 Veröffentlicht: 1. Februar 2004

Dieser Artikel ist nur verfügbar für Abonnenten.
Es ist nicht im Einzelverkauf erhältlich.


Fußnoten

Dieser Artikel ist Teil einer Themensammlung zu Modellsystemen in der Wirkstoffforschung: von der Bank zum Patienten. Siehe verwandte Artikel in dieser Sammlung unter https://dmm.biologists.org/collection/drugdiscovery

Scott ist leitender Forscher am Memorial Sloan-Kettering Cancer Center (MSKCC) und am Howard Hughes Medical Institute. Er ist außerdem Mitglied und Vorsitzender des Cancer Biology and Genetics Program am MSKCC, Vorsitzender des Geoffrey Beene Cancer Research Center und Professor an der Weill Cornell Graduate School of Medical Sciences. E-Mail: [email protected]


Implikationen bei Krankheiten

Defekte apoptotische Signalwege

Die vielen verschiedenen Arten von apoptotischen Signalwegen enthalten eine Vielzahl verschiedener biochemischer Komponenten, von denen viele noch nicht verstanden sind. [5] Da ein Stoffwechselweg mehr oder weniger sequentiell ist, ist er ein Opfer der Kausalität, wenn eine Komponente entfernt oder modifiziert wird, was zu einer Wirkung in einer anderen führt. In einem lebenden Organismus kann dies verheerende Auswirkungen haben, oft in Form von Krankheiten oder Störungen. Eine Erörterung jeder Krankheit, die durch die Modifikation der verschiedenen apoptotischen Wege verursacht wird, wäre unpraktisch, aber das Konzept, das jedem zugrunde liegt, ist das gleiche: Die normale Funktion des Weges wurde so gestört, dass die Fähigkeit der Zelle beeinträchtigt wurde, sich zu entwickeln normale Apoptose. Dies führt zu einer Zelle, die über ihr "Verbrauchsdatum" hinauslebt und in der Lage ist, fehlerhafte Maschinen zu replizieren und an ihre Nachkommen weiterzugeben, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass die Zelle krebsartig oder krank wird.

Ein kürzlich beschriebenes Beispiel für dieses Konzept in der Praxis kann in der Entwicklung eines Lungenkrebses namens NCI-H460 gesehen werden. [30] Die X-chromosomaler Inhibitor des Apoptoseproteins (XIAP) wird in Zellen der H460-Zelllinie überexprimiert. XIAPs binden an die prozessierte Form von Caspase-9 und unterdrücken die Aktivität des apoptotischen Aktivators Cytochrom c, daher führt eine Überexpression zu einer Abnahme der Menge an pro-apoptotischen Agonisten. Infolgedessen wird das Gleichgewicht der anti-apoptotischen und pro-apoptotischen Effektoren zugunsten der ersteren gestört und die geschädigten Zellen replizieren weiterhin, obwohl sie zum Absterben angewiesen sind.

P53 Fehlregulierung

Das Tumorsuppressorprotein p53 akkumuliert, wenn die DNA durch eine Kette biochemischer Reaktionen geschädigt wird. Ein Teil dieses Signalwegs umfasst Interferon-alpha und Interferon-beta, die die Transkription des p53 Gen und führen zu einer Erhöhung des p53-Proteinspiegels und einer Verstärkung der Krebszell-Apoptose. [31] p53 verhindert die Replikation der Zelle, indem es den Zellzyklus bei G1 oder der Interphase stoppt, um der Zelle Zeit für die Reparatur zu geben, es wird jedoch Apoptose induzieren, wenn der Schaden groß ist und die Reparaturbemühungen fehlschlagen. Jede Störung der Regulierung der p53 oder Interferon-Gene führen zu einer gestörten Apoptose und der möglichen Bildung von Tumoren.

HIV-Progression

Das Fortschreiten des Humanen Immunschwächevirus (HIV) zu AIDS ist hauptsächlich auf die Erschöpfung der CD4+ T-Helfer-Lymphozyten zurückzuführen, was zu einem geschwächten Immunsystem führt. Einer der Mechanismen, durch die T-Helferzellen erschöpft werden, ist die Apoptose, die das Endprodukt mehrerer biochemischer Stoffwechselwege sein kann: [32]

  1. HIV-Enzyme inaktivieren Anti-Apoptotika Bcl-2 und gleichzeitig pro-apoptotic aktivieren procaspase-8. Dies führt nicht direkt zum Zelltod, sondern bereitet die Zelle auf Apoptose vor, sollte das entsprechende Signal empfangen werden.
  2. HIV-Produkte können die Spiegel zellulärer Proteine ​​erhöhen, die eine fördernde Wirkung auf die Fas-vermittelte Apoptose haben.
  3. HIV-Proteine ​​verringern die Menge an CD4-Glykoprotein-Marker, die auf der Zellmembran vorhanden ist.
  4. Freigesetzte virale Partikel und Proteine, die in der extrazellulären Flüssigkeit vorhanden sind, sind in der Lage, in nahegelegenen "bystander" T-Helferzellen Apoptose zu induzieren.
  5. HIV verringert die Produktion von Molekülen, die an der Markierung der Zelle für die Apoptose beteiligt sind, was dem Virus Zeit gibt, sich zu replizieren und weiterhin Apoptose und Virionen in das umgebende Gewebe freizusetzen.
  6. Die infizierte CD4+-Zelle kann auch das Todessignal einer zytotoxischen T-Zelle empfangen, was zur Apoptose führt.

Neben der Apoptose können infizierte Zellen auch als direkte Folge der Virusinfektion absterben.

Virusinfektion

Viren können über eine Reihe von Mechanismen die Apoptose infizierter Zellen auslösen, darunter:

  • Rezeptorbindung.
  • Aktivierung der Proteinkinase R (PKR).
  • Interaktion mit p53.
  • Expression von viralen Proteinen, die an MHC-Proteine ​​auf der Oberfläche der infizierten Zelle gekoppelt sind, was eine Erkennung durch Zellen des Immunsystems (wie Natural Killer und zytotoxische T-Zellen) ermöglicht, die dann die infizierte Zelle zur Apoptose veranlassen. [33]

Die meisten Viren kodieren Proteine, die die Apoptose hemmen können. [34] Mehrere Viren kodieren virale Homologe von Bcl-2. Diese Homologe können pro-apoptotische Proteine ​​wie BAX und BAK hemmen, die für die Aktivierung der Apoptose essentiell sind. Beispiele für virale Bcl-2-Proteine ​​umfassen das Epstein-Barr-Virus-BHRF1-Protein und das Adenovirus-E1B-19K-Protein. [35] Einige Viren exprimieren Caspase-Inhibitoren, die die Caspase-Aktivität hemmen, und ein Beispiel ist das CrmA-Protein von Kuhpockenviren. Während eine Reihe von Viren die Wirkung von TNF und Fas blockieren kann. Zum Beispiel kann das M-T2-Protein von Myxomaviren TNF binden, wodurch verhindert wird, dass es an den TNF-Rezeptor bindet und eine Reaktion induziert. [36] Darüber hinaus exprimieren viele Viren p53-Inhibitoren, die p53 binden und seine transkriptionale Transaktivierungsaktivität hemmen können. Folglich kann p53 keine Apoptose induzieren, da es die Expression von pro-apoptotischen Proteinen nicht induzieren kann. Das Adenovirus-E1B-55K-Protein und das Hepatitis-B-Virus-HBx-Protein sind Beispiele für virale Proteine, die eine solche Funktion erfüllen können. [37]

Interessanterweise können Viren insbesondere in den letzten Stadien der Infektion durch Apoptose intakt bleiben. Sie können in die exportiert werden apoptotische Körper die sich von der Oberfläche der sterbenden Zelle abschnüren und die Tatsache, dass sie von Fresszellen verschlungen werden, verhindert die Auslösung einer Wirtsantwort. Dies begünstigt die Verbreitung des Virus. [36]


Chiarugi, A. und M. A. Moskowitz. 2002. PARP-1 – Ein Täter des apoptotischen Zelltods? Wissenschaft 297,200– 201.

Hengartner, M. O. 2000. Die Biochemie der Apoptose. Natur 407,770– 776.

Leist, M. und M. Jaattela. 2001. Vier Tote und eine Beerdigung: Von Caspasen zu alternativen Mechanismen. Natur Rev . 2,589– 598.

Mariani, A. R., Columbaro, M., Zauli, G., Zamai, L., Luchetti, F., Gobbi, P., Ghibellini, D., Falcieri, E. und M. Vitale. 1999. Abstammungsbezogene Anfälligkeit menschlicher hämatopoetischer Zelllinien für Apoptose. Anat. Rec . 254,1– 6.

Martins, LM, Kottke, T., Mesner, PW, Basi, GS, Sinha, S., Frigon, N., Jr., Tatar, E., Tung, JS, Bryant, K., Takahashi, A., Svingen , PA, Madden, BJ, McCormick, DJ, Earnshaw, WC und SH Kaufmann. 1997. Aktivierung von multiplem Interleukin-1β Umwandlung von Enzymhomologen in Cytosol und Kernen von HL-60-Zellen während Etoposid-induzierter Apoptose. J. Biol. Chem . 272(11),7421– 7430.

Meng, X. W., Fraser, M. J., Feller, J. M. und J. B. Ziegler. 2000. Caspase-3-abhängige und Caspase-3-unabhängige Wege, die zur Chromatin-DNA-Fragmentierung in HL-60-Zellen führen. Apoptose 5,61– 67.

Smyth, P. G., Berman, S. A. und S. Bursztajn. 2002. Apoptosemarker: Methoden zur Aufklärung des Mechanismus des apoptotischen Zelltods aus dem Nervensystem. BioTechniken 322,648– 665.

Studzinski, G. P. 1999. Überblick über Apoptose. In Apoptose: Ein praktischer Ansatz , Hrsg. G. P. Studzinski, New York: Oxford University Press, 1–17.


Beurteilung der Embryoqualität durch Seneszenz- und Apoptosemarker

Die bisher am weitesten verbreitete Methode zur Auswahl von IVP-Embryonen für den Transfer ist eine morphologische Bewertung durch Standardmikroskopie. Aber selbst wenn sie von erfahrenen Embryologen durchgeführt wird, spiegelt sie die Embryonalkompetenz nicht vollständig wider. Zytoplasmatische Fragmentierung und Zytokinese-Versagen, die häufig bei IVP-Embryonen beobachtet werden (Mateusen et al., 2005), können durch morphologische Bewertung zur Beurteilung der Lebensfähigkeit des Embryos abgeschätzt werden, obwohl das Ergebnis je nach den Kriterien des Bewerters ungenau und subjektiv sein kann . Daher könnte die Verwendung alternativer Marker die Auswahl kompetenterer Embryonen verbessern. Fragmentierung wurde mit der Apoptose-Induktion in Verbindung gebracht und kann zu einer Verringerung der Lebensfähigkeit des Embryos führen, wenn sie in hohem Maße vorhanden ist (Jurisicova et al., 1996). Obwohl die Bewertung der Apoptose als zusätzliche Technik zur Beurteilung der Embryoqualität und Lebensfähigkeit vorgeschlagen wurde (Pomar et al., 2005), könnte die Aktivierung der Apoptose im Embryo jedoch als physiologischer Mechanismus erfolgen, um das Gleichgewicht zwischen Zellproliferation und -tod aufrechtzuerhalten, unabhängig davon äußerer Schäden oder der anfänglichen Eizellenqualität (Bakri et al., 2016). Nach Meinung der Autoren sind die derzeitigen Systeme zur Bewertung der Apoptose relativ und invasiv. Daher ist aufgrund der großen Vielfalt an verfügbaren Embryonenproduktionssystemen die Messung eines kritischen Apoptoseniveaus, das einen Entwicklungsstillstand auslösen kann, noch nicht möglich, obwohl es ein sehr wünschenswerter Test wäre, die Embryonalqualität zu analysieren. Vergleich zwischen Embryokultursystemen und in vivo Modelle ist die Referenz, die in der Praxis verwendet wird. Darüber hinaus ist der frühe Säugetierembryo in der Lage, eine Reihe von widrigen Umweltsituationen zu bewältigen (Laguna-Barraza et al., 2012 Eckert et al., 2015 Fleming et al., 2015 Hansen et al., 2016) ohne eindeutig messbare Beweise der Embryo-Resilienz. Daher würde eine angemessene Analyse der Effizienz embryonaler “repair-Mechanismen” (d. h. eine sichere Bewertung der embryonalen Qualität) die Etablierung und Progression der Schwangerschaft bis zur Geburt erfordern, was solche Experimente sehr teuer oder in den meisten Fällen direkt unnahbar macht.

Heutzutage kann die Apoptose mit verschiedenen Techniken analysiert werden, wobei sich diejenigen unterscheiden, die auf biochemischen Analysen basieren, die am häufigsten verwendeten die Kometen- und TUNEL-Reaktionsassays und die Annexin-V-Färbung sind, und solche, die auf der Analyse von Genen und Proteinen basieren, die an Apoptosewegen beteiligt sind. Der Comet-Assay ist eine empfindliche Methode zum Nachweis von DNA-Schäden, die in zahlreichen eukaryontischen Zelltypen verwendet wird und häufig in genetischen Toxizitätsstudien angewendet wird. Es basiert auf der Elektrophorese-Migration von denaturierten DNA-Fragmenten und der Visualisierung der kometenartigen Form, die die fragmentierte DNA produziert, durch Fluoreszenz (Kucharova et al., 2019). Comet wird verwendet, um das Vorhandensein von Apoptose durch die Visualisierung des Kometen, der gebrochene DNA-Fragmente enthält, nachzuweisen, aber das Apoptose-Niveau ist schwer zu quantifizieren. Obwohl diese Technik im Bereich der Reproduktion hauptsächlich zur Beurteilung der Spermienqualität und manchmal in Eizellen verwendet wird (Chang et al., 2019 Haddock et al., 2020), wurde sie auch für die Untersuchung früher Embryonen angepasst, obwohl die Anzahl der Studien sind sehr begrenzt und umfassen verschiedene Arten. Eine seiner Anwendungen ist die Bewertung der Persistenz induzierter Schäden durch mütterliche Keimzellen in frühen Embryonen (Rolland et al., 2017). Eine wichtige Einschränkung dieser Technik besteht jedoch darin, dass sie nicht zwischen DNA-Fragmentierung durch Polkörperzerfall (Tatemoto et al., 2000) und DNA-Fragmentierung durch Apoptose in embryonalen Zellen unterscheiden kann (Fabian et al., 2003). Darüber hinaus kann der konventionelle Comet-Assay nicht zwischen Apoptose und Nekrose unterscheiden, was zusätzliche Techniken erfordert, um zwischen ihnen zu unterscheiden (Morley et al., 2006).

Der TUNEL-Assay erkennt fragmentierte DNA, ein Ereignis, das im späteren Stadium des apoptotischen Prozesses auftritt. Diese Technik wird häufig in Studien zur Qualitätsbewertung von Embryonen verwendet und hat Unterschiede beim Einsetzen der Apoptose zwischen in vitro- und in vivo-produzierte Rinderembryonen (Gjorret et al., 2003). Sudanoet al. (2014) berichteten über eine Korrelation der mit TUNEL quantifizierten Apoptosewerte zwischen frischen Rinderembryonen und dem Überleben nach der Vitrifizierung, das auch als Prädiktor für die Embryoqualität verwendet wird. In diesem Zusammenhang wurde auch die Apoptose-Inzidenz analysiert, um Kulturmediumformulierungen und IVC-Bedingungen zu vergleichen und Informationen über den Embryostatus zu liefern. Somit erhöhen eine hohe Sauerstoffspannung und FCS in Kultur die Apoptoseraten in Embryonen (He et al., 2020). Die Wirkung von FCS ist dosisabhängig und sehr niedrige Serumdosen (0,1 % FCS) sind nicht pro-apoptotisch, obwohl die embryonale Qualität und Kompetenz reduziert sind (Murillo et al., 2017 Gomez et al., 2020).

Suboptimale Bedingungen während ARTs setzen die Embryonen chemischem und physischem Stress aus, lösen Apoptose aus und beeinträchtigen die Integrität des Embryos oder führen zu langfristigen schädlichen Auswirkungen (Ramos-Ibeas et al., 2019). IVP Pferde-, Schweine-, Schaf-, Ziegen- und Rinderembryonen zeigen eine höhere Inzidenz von TUNEL-quantifizierter Apoptose als ihre in vivo Gegenstücke (Pomar et al., 2005). Obwohl TUNEL eine häufig verwendete Methode zum Nachweis von Apoptose ist, ist seine Spezifität jedoch gering, da der Assay alle freien 3/Hydroxyl-Termini in der DNA markiert, die auch während Nekrose, DNA-Reparatur, mechanischer Beschädigung und sogar aktiver Gentranskription nachgewiesen werden. Somit würde die TUNEL-Färbung jede Art von DNA-Schädigung erkennen und sollte in Kombination mit anderen Apoptose-spezifischen Assays (Loo, 2011) oder der Analyse der morphologischen Merkmale von Apoptose und Nekrose, die in den Zielzellen beobachtet wurden (Rodriguez et al., 2006) verwendet werden. .

Eine weitere Technik, die häufig für die Apoptose-Beurteilung innerhalb von IVP verwendet wird, ist die Annexin-V-Färbung, die den Nachweis von Phosphatidylserin (PS) in der Oberfläche der Membranlipiddoppelschicht ermöglicht. Die Externalisierung von PS ist eines der frühesten Ereignisse im Apoptoseweg. Eine Annexin-V-Färbung wurde bei allen menschlichen Embryonen beobachtet, die vom 2-Zell-Stadium bis zur nicht kompaktierten Morula arretiert wurden, während nur 30% dieser Embryonen TUNEL-positiv waren (Levy et al., 1998) sowie bei 1-Zell- bis 9 -zellfragmentierte Embryonen (Liu et al., 2000). Das Vorhandensein von PS auf dem äußeren Segel der Membranlipiddoppelschicht einer Zelle ist das früheste Ereignis des Apoptoseprozesses. In gesunden Zellen findet sich PS ausschließlich auf der inneren Schicht der Membranzelle (Hanshaw et al., 2005). Die Externalisierung von PS wurde von Levy et al. (1998) und Mateusen et al. (2005) in allen Stadien des apoptotischen Präimplantationsembryos (2-Zell-Stadium bis zum Blastozystenstadium). Es gibt drei mögliche Erklärungen für diese Ergebnisse: (1) Annexin V ermöglicht den Nachweis apoptotischer Zellen in arretierten Embryonen früher als die Verwendung von TUNEL (2) Annexin V könnte auch seneszente Zellen im späten Stadium in arretierten Embryonen markieren, die eine mitochondriale Depolarisation durch ROS, ein Ereignis, das der Apoptose vorausgehen kann (Wang et al., 2016) und (3) nekrotische Zellen können Annexin V aufweisen (Crowley et al., 2016). Daher sollte, wie für TUNEL empfohlen, der Nachweis von Annexin V mit anderen Apoptose-spezifischen Assays oder apoptotischen Morphologiestudien kombiniert werden.

Erhöhte Expression pro-apoptotischer Gene BAX und CASPASE-3 ist mit Rinderembryonen mit IVP 2𠄴 Zellen assoziiert, die eine schlechte Morphologie aufweisen (Melka et al., 2010). Ebenso ist das anti-apoptotische Gen BCL2 Zunahmen bei Rinderembryonen mit guter morphologischer Qualität (Yang und Rajamahendran, 2002) und bei nicht fragmentierten Maus-Blastozysten (Exley et al., 1999). Daher wird das Verhältnis zwischen pro-apoptotischem BAX und anti-apoptotischem BCL2 verwendet, um die Embryoqualität und den Marker für Unterschiede zwischen IVP und . zu bestimmen in vivo gesammelten Embryonen. Dies tritt bei Rindern (Gutierrez-Adan et al., 2004) und Menschen (Metcalfe et al., 2004) auf.

MicroRNAs (miRNAs) sind Schlüsselregulatoren der Genexpression durch posttranskriptionelle und posttranslationale Modifikationen von mRNA. Blastozysten von Säugetieren setzen miRNA über Exosomen und apoptotische Körper im verbrauchten Embryokulturmedium frei. Vor kurzem wurde ein neuer Ansatz zur Untersuchung der Apoptose durch miRNAs im verbrauchten Kulturmedium von einzeln kultivierten Blastozysten vorgeschlagen. In dieser Studie wurden die miR-294-Spiegel im verbrauchten Kulturmedium direkt mit der Apoptose in Mausembryonen korreliert. Obwohl die biologische Rolle von miR-294 unbekannt ist, könnten zwei Hypothesen diese Ergebnisse erklären. Einer ist, dass hohe Konzentrationen von miR-294 an der Suppression des Apoptose-Inhibitors beteiligt sind BCL2, das im letzten Term apoptosefördernd wirkt, obwohl keine BCL2 Expression konnte in dieser Studie nachgewiesen werden, so dass diese Hypothese nicht bestätigt werden konnte. Die andere Möglichkeit besteht darin, dass die Apoptose die Freisetzung von miR-294 auslöst, was bestätigt wurde, indem die Embryonen ultravioletter Strahlung ausgesetzt wurden (Makri et al., 2020). Bei Rinderembryonen wurden hohe Konzentrationen von miR-30c mit erhöhter Apoptose und verringerten Entwicklungsraten in Verbindung gebracht (Lin et al., 2019). miR-30c reguliert als Mitglied der miR-30-Familie die p53-Expression und die Zellapoptose (Li et al., 2010) und reguliert die Cyclin-abhängige Kinase 12 herunter (CDK12) und DNA-Schadensantwort-(DDR)-Gene, die das Fortschreiten des Zellzyklus beeinflussen können. miR-30c ist zwischen Spezies hoch konserviert, und beim Menschen steigen die miR-30c-Spiegel im verbrauchten Kulturmedium der Embryonen, die sich erfolgreich einnisten (Capalbo et al., 2016). Daher sind miRNAs, die in das Kulturmedium sezerniert werden, potenzielle Biomarker für die Apoptose und Lebensfähigkeit von Embryonen, obwohl ihre biologischen Funktionen unbekannt oder kaum untersucht sind. Die Analyse von Verbindungen, die von Embryonen in das Kulturmedium sezerniert oder daraus aufgenommen werden, wie Metaboliten und nicht-kodierende RNAs, ist vorteilhaft und nicht-invasiv. Im Gegensatz dazu sind Genexpressionsanalyse, TUNEL-Assay und Annexin-V-Färbung invasive Techniken, die eine Biopsie oder die Zerstörung des Embryos erfordern. Eine Biopsie kann für den Embryo schädlich sein und auch zu falsch-negativen Ergebnissen führen, indem Embryonen mit tatsächlichem Schwangerschaftspotential verworfen werden.

Es gibt immer noch Kontroversen zwischen dem Zusammenhang von Apoptose und der Lebensfähigkeit des Embryos (Haouzi und Hamamah, 2009), wie durch ähnliche Apoptose-Indizes von TUNEL zwischen entwicklungsgestoppten in vivo Rinderembryonen, fragmentierte Morulae und nicht fragmentierte Morulae (Ikeda et al., 2006). Ähnliche Ergebnisse wurden bei der menschlichen Spezies von TUNEL und Annexin V berichtet (Antczak und Van Blerkom, 1999). Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass in diesen Stadien bei Embryonen von schlechter Qualität ein alternativer Prozess ablaufen könnte, der einen Entwicklungsstopp verursacht und mit dem TUNEL-Assay nicht nachgewiesen werden kann, wie z. B. die zelluläre Seneszenz.

Die Seneszenz von Embryonen könnte der hohen Häufigkeit von frühen Entwicklungsstörungen im Zusammenhang mit suboptimalen Kulturbedingungen zugrunde liegen (Betts und King, 2001). Seneszenzmarker β-Galactosidase, phosphoryliertes H2A.X und p21 (Cdkn1a) mRNA kommt in Maus-IVP häufiger vor als in vivo Blastozysten. Ihre Expression war jedoch reduziert, wenn Embryonen bei niedriger Sauerstoffspannung (5 %) kultiviert wurden, was auf eine stressinduzierte Seneszenz in Verbindung mit in vitro Bedingungen (Meuter et al., 2014). Ein weiterer Marker für die Embryonalalterung könnte die Telomerlänge in der Eizelle sein, die negativ mit der Fragmentierung menschlicher Embryonen am Tag 3 korreliert (Keefe et al., 2005). Die Verwendung solcher Seneszenzmarker erfordert jedoch eine Embryobiopsie oder -zerstörung, um Fluorescent® Vor Ort Hybridisierung (FISH), Genexpressionsanalyse oder Embryofärbung. Daher werden weiterhin neue Marker und nicht-invasive Methoden zur Vorhersage der Embryonalalterung benötigt.


Verweise

Rathmell, J. C. & Thompson, C. B. Pathways of Apoptosis in Lymphocyte Development, Homöostase und Krankheit. Zelle 109, S97–S107 (2002).

Sedger, L.M.et al. Extreme lymphoproliferative Erkrankung und tödliche Autoimmunthrombozytopenie bei Mäusen mit doppeltem FasL- und TRAIL-Mangel. Blut 115, 3258–3268 (2010).

Lamhamedi-Cherradi, S. E., Zheng, S. J., Maguschak, K. A., Peschon, J. & Chen, Y. H. Defekte Thymozytenapoptose und beschleunigte Autoimmunerkrankungen bei TRAIL −/− -Mäusen. Nat. Immunol. 4, 255–260 (2003).

Su, J. H., Deng, G. & Cotman, C. W. Die Bax-Proteinexpression ist im Alzheimer-Gehirn erhöht: Korrelationen mit DNA-Schäden, Bcl-2-Expression und Hirnpathologie. J. Neuropathol. Erw. Neurol. 56, 86–93 (1997).

Lu, T. et al. REST und Stressresistenz bei Alterung und Alzheimer. Natur 507, 448–454 (2014).

Paulino, A.C., Constine, L.S., Rubin, P. &. Williams, J.P. Normale Gewebeentwicklung, Homöostase, Seneszenz und die Empfindlichkeit gegenüber Strahlenschäden im gesamten Altersspektrum. Semin. Strahlen. Onkol. 20, 12–20 (2010).

Nakaya, K. et al. Die Empfindlichkeit gegenüber strahleninduzierter Apoptose und Neuronenverlust nimmt im postnatalen Maus-Neocortex rapide ab. Int. J. Strahlung. Biol. 81, 545–554 (2005).

Lipshultz, S. E., Cochran, T. R., Franco, V. I. &. Miller, T. L. Behandlungsbedingte Kardiotoxizität bei Überlebenden von Krebs im Kindesalter. Nat. Pfr. Klin. Onkol. 10, 697–710 (2013).

Honarpour, N., Gilbert, S.L., Lahn, B.T., Wang, X. &. Herz, J. Apaf-1-Mangel und Neuralrohrverschlussdefekte werden bei Nebelmäusen gefunden. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 98, 9683–9687 (2001).

Ke, F. F. S. et al. Embryogenese und Erwachsenenleben in Abwesenheit der intrinsischen Apoptose-Effektoren BAX, BAK und BOK. Zelle 173, 1217–1230 (2018). Diese Studie unterstreicht die Bedeutung der Apoptose für die Entwicklung von Säugetieren, zeigt aber auch, dass eine lebensfähige Maus ohne intrinsische Apoptose geboren werden kann.

Knudson, C.M., Tung, K.S., Tourtellotte, W.G. & Wissenschaft 270, 96–99 (1995).

Eischen, C. M., Roussel, M. F., Korsmeyer, S. J. & Cleveland, J. L. Bax-Verlust beeinträchtigt die Myc-induzierte Apoptose und umgeht die Selektion von p53-Mutationen während der Myc-vermittelten Lymphomogenese. Mol.-Nr. Zelle. Biol. 21, 7653–7662 (2001).

Luke, J. J., Van De Wetering, C. I. & Knudson, C. M. Die Lymphomentwicklung in Bax-transgenen Mäusen wird durch Bcl-2 gehemmt und ist mit chromosomaler Instabilität verbunden. Zelltod unterscheidet sich. 10, 740–748 (2003).

Los, M. et al. Erfordernis einer ICE/CED-3-Protease für Fas/APO-1-vermittelte Apoptose. Natur 375, 81–83 (1995).

Miura, M., Zhu, H., Rotello, R., Hartwieg, E. A. & Yuan, J. Induction of apoptosis in fibroblasts by IL-1 beta-converting enzyme, a mammalian homolog of the C. elegans cell death gene ced-3. Zelle 75, 653–660 (1993).

Sabbatini, P., Han, J., Chiou, S. K., Nicholson, D. W. & White, E. Interleukin 1 beta converting enzyme-like proteases are essential for p53-mediated transcriptionally dependent apoptosis. Cell Growth Differ. 8, 643–653 (1997).

Galluzzi, L. et al. Molecular mechanisms of cell death: recommendations of the Nomenclature Committee on Cell Death 2018. Cell Death Differ. 25, 486–541 (2018). This is a comprehensive overview and comparison of cell death modalities.

Cotter, T. G. Apoptosis and cancer: the genesis of a research field therapy. Nat. Rev. Krebs 9, 501–507 (2009).

Fuchs, Y. & Steller, H. Programmed cell death in animal development and disease. Zelle 147, 742–758 (2011).

Letai, A. et al. Distinct BH3 domains either sensitize or activate mitochondrial apoptosis, serving as prototype cancer therapeutics. Krebszelle 2, 183–192 (2002).

Maas, C. et al. Smac/DIABLO release from mitochondria and XIAP inhibition are essential to limit clonogenicity of Type I tumor cells after TRAIL receptor stimulation. Cell Death Differ. 17, 1613–1623 (2010).

Brunet, C. L. et al. Commitment to cell death measured by loss of clonogenicity is separable from the appearance of apoptotic markers. Cell Death Differ. 5, 107–115 (1998).

Marsden, V. S. et al. Apoptosis initiated by Bcl-2-regulated caspase activation independently of the cytochrome c/Apaf-1/caspase-9 apoptosome. Natur 419, 6–9 (2002).

Tait, S. W. G. & Green, D. R. Mitochondrial regulation of cell death. Kalter Frühlingshafen. Perspektive. Biol. 5, a008706 (2013).

Tait, S. W. G. et al. Resistance to caspase-independent cell death requires persistence of intact mitochondria. Abw. Zelle 18, 802–813 (2010).

Ichim, G. et al. Limited mitochondrial permeabilization causes DNA damage and genomic instability in the absence of cell death. Mol.-Nr. Zelle 57, 860–872 (2015).

Liu, X. et al. Caspase-3 promotes genetic instability and carcinogenesis. Mol.-Nr. Zelle 58, 1–13 (2015).

White, M. J. et al. Apoptotic caspases suppress mtDNA-induced STING-mediated type i IFN production. Zelle 159, 1549–1562 (2014).

McArthur, K. et al. BAK/BAX macropores facilitate mitochondrial herniation and mtDNA efflux during apoptosis. Wissenschaft 359, eaao6047 (2018).

Riley, J. et al. Activated BAX/BAK enable mitochondrial inner membrane permeabilisation and mtDNA release during cell death. Preprint at https://www.biorxiv.org/content/early/2018/02/26/272104 (2018). References 29 and 30 describe the role of BAX/BAK pores in the transfer of mitochondrial DNA into the cytoplasm, where it can activate pro-inflammatory responses.

Vanpouille-Box, C., Demaria, S., Formenti, S. C. & Galluzzi, L. Cytosolic DNA sensing in organismal tumor control. Krebszelle 34, 361–378 (2018).

West, A. P. & Shadel, G. S. Mitochondrial DNA in innate immune responses and inflammatory pathology. Nat. Rev. Immunol. 17, 363–375 (2017).

Czabotar, P. E., Lessene, G., Strasser, A. & Adams, J. M. Control of apoptosis by the BCL-2 protein family: implications for physiology and therapy. Nat. Pfr. Mol. Zelle. Biol. 15, 49–63 (2013).

Czabotar, P. E. et al. Bax crystal structures reveal how BH3 domains activate Bax and nucleate its oligomerization to induce apoptosis. Zelle 152, 519–531 (2013). This study demonstrates that BAX is activated by a pro-apoptotic peptide to unify competing models of activation.

Kim, H. et al. Hierarchical regulation of mitochondrion-dependent apoptosis by BCL-2 subfamilies. Nat. Zellbiol. 8, 1348–1358 (2006).

Leshchiner, E. S., Braun, C. R., Bird, G. H. & Walensky, L. D. Direct activation of full-length proapoptotic BAK. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 110, E986–E995 (2013).

Wei, M. et al. tBID, a membrane-targeted death ligand, oligomerizes BAK to release cytochrome C. Gene Dev. 14, 2060–2071 (2000).

Dai, H., Pang, Y.-P., Ramirez-Alvarado, M. & Kaufmann, S. H. Evaluation of the BH3-only protein Puma as a direct Bak activator. J. Biol. Chem.-Nr. 289, 89–99 (2013).

Glab, J. A., Mbogo, G. W. & Puthalakath, H. BH3-only proteins in health and disease. Int. Rev. Cell Mol. Biol. 328, 163–196 (2017).

Sarosiek, K. A. et al. BID preferentially activates BAK while BIM preferentially activates BAX, affecting chemotherapy response. Mol.-Nr. Zelle 51, 751–765 (2013).

Kuwana, T. et al. BH3 domains of BH3-only proteins differentially regulate Bax-mediated mitochondrial membrane permeabilization both directly and indirectly. Mol.-Nr. Zelle 17, 525–535 (2005).

Uren, R. T. et al. Mitochondrial permeabilization relies on BH3 ligands engaging multiple prosurvival Bcl-2 relatives, not Bak. J. Cell Biol. 177, 277–287 (2007).

Certo, M. et al. Mitochondria primed by death signals determine cellular addiction to antiapoptotic BCL-2 family members. Krebszelle 9, 351–365 (2006).

Opferman, J. T. et al. Development and maintenance of B and T lymphocytes requires antiapoptotic MCL-1. Natur 426, 570–574 (2003).

Sarosiek, K. A. et al. Developmental regulation of mitochondrial apoptosis by c-Myc governs age- and tissue-specific sensitivity to cancer therapeutics. Krebszelle 31, 142–156 (2017). This paper provides a demonstration that apoptotic priming, which is dynamically and differently regulated across healthy tissues, is important for cellular sensitivity to damage or stress.

Moldoveanu, T. et al. BID-induced structural changes in BAK promote apoptosis. Nat. Struktur. Mol.-Nr. Biol. 20, 589–597 (2013).

O’Neill, K. L., Huang, K., Zhang, J., Chen, Y. & Luo, X. Inactivation of prosurvival Bcl-2 proteins activates Bax/Bak through the outer mitochondrial membrane. Gene Dev. 30, 973–988 (2016).

Eriksson, D. & Stigbrand, T. Radiation-induced cell death mechanisms. Tumour Biol. 31, 363–372 (2010).

Kaufmann, S. H. & Earnshaw, W. C. Induction of apoptosis by cancer chemotherapy. Erw. Zellres. 256, 42–49 (2000).

Corazzari, M., Gagliardi, M., Fimia, G. M. & Piacentini, M. Endoplasmic reticulum stress, unfolded protein response, and cancer cell fate. Vorderseite. Onkol. 7, 78 (2017).

Sarosiek, K. A. et al. Efficacy of bortezomib in a direct xenograft model of primary effusion lymphoma. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 107, 13069–13074 (2010).

Panduri, V., Weitzman, S. A., Chandel, N. S. & Kamp, D. W. Mitochondrial-derived free radicals mediate asbestos-induced alveolar epithelial cell apoptosis. Bin. J. Physiol. Zelle. Mol.-Nr. Physiol. 286, L1220–L1227 (2004).

Wong, K.-K., Engelman, J. A. & Cantley, L. C. Targeting the PI3K signaling pathway in cancer. Curr. Meinung. Genet. Abw. 20, 87–90 (2010).

Sarosiek, K. A. K. et al. Novel IL-21 signaling pathway up-regulates c-Myc and induces apoptosis of diffuse large B cell lymphomas. Blut 115, 570–580 (2010).

Wensveen, F. M. et al. Apoptosis threshold set by noxa and Mcl-1 after T cell activation regulates competitive selection of high-affinity clones. Immunität 32, 754–765 (2010).

Murphy, D. J. et al. Distinct thresholds govern Myc’s biological output in vivo. Krebszelle 14, 447–457 (2008).

Phesse, T. J. et al. Endogenous c-Myc is essential for p53-induced apoptosis in response to DNA damage in vivo. Cell Death Differ. 44, 956–966 (2014).

Garrison, S. P. et al. Selection against PUMA gene expression in Myc-driven B cell lymphomagenesis. Mol.-Nr. Zelle. Biol. 28, 5391–5402 (2008).

Evan, G., Wyllie, A., Gilbert, C. & Littlewood, T. Induction of apoptosis in fibroblasts by c-myc protein. Zelle 69, 119–128 (1992).

Soucie, E. L. et al. Myc potentiates apoptosis by stimulating Bax activity at the mitochondria. Mol.-Nr. Zelle. Biol. 21, 4725–4736 (2001).

Farlie, P. G., Dringen, R., Rees, S. M., Kannourakis, G. & Bernard, O. bcl-2 transgene expression can protect neurons against developmental and induced cell death. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 92, 4397–4401 (1995).

Mercille, S. & Massie, B. Induction of apoptosis in nutrient-deprived cultures of hybridoma and myeloma cells. Biotechn. Bioeng. 44, 1140–1154 (1994).

Wiederschain, D., Kawai, H., Shilatifard, A. & Yuan, Z.-M. Multiple mixed lineage leukemia (MLL) fusion proteins suppress p53-mediated response to DNA damage. J. Biol. Chem.-Nr. 280, 24315–24321 (2005).

de Polo, A. et al. AXL receptor signalling suppresses p53 in melanoma through stabilization of the MDMX-MDM2 complex. J.Mol. Zelle. Biol. 9, 154–165 (2017).

Deng, J. et al. Proapoptotic BH3-only BCL-2 family protein BIM connects death signaling from epidermal growth factor receptor inhibition to the mitochondrion. Krebs Res. 67, 11867–11875 (2007).

Hata, A. N. et al. Failure to induce apoptosis via BCL-2 family proteins underlies lack of efficacy of combined MEK and PI3K inhibitors for KRAS-mutant lung cancers. Krebs Res. 74, 3146–3156 (2014).

Winter, P. S. et al. RAS signaling promotes resistance to JAK inhibitors by suppressing BAD-mediated apoptosis. Wissenschaft Signal. 7, 1–12 (2014).

Lei, K. & Davis, R. J. JNK phosphorylation of Bim-related members of the Bcl2 family induces Bax-dependent apoptosis. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 100, 2432–2437 (2003).

Putcha, G. V. et al. JNK-mediated BIM phosphorylation potentiates BAX-dependent apoptosis. Neuron 38, 899–914 (2003).

Wong, W. W.-L. & Puthalakath, H. Bcl-2 family proteins: the sentinels of the mitochondrial apoptosis pathway. IUBMB Life 60, 390–397 (2008).

Ni Chonghaile, T. et al. Pretreatment mitochondrial priming correlates with clinical response to cytotoxic chemotherapy. Wissenschaft 334, 1129–1133 (2011).

Sarosiek, K. A., Ni Chonghaile, T. & Letai, A. Mitochondria: gatekeepers of response to chemotherapy. Trends Zellbiol. 23, 1–8 (2013).

Sarosiek, K. A. & Letai, A. Directly targeting the mitochondrial pathway of apoptosis for cancer therapy with BH3 mimetics: recent successes, current challenges and future promise. FEBS J. 283, 3523–3533 (2016).

Ryan, J. & Letai, A. BH3 profiling in whole cells by fluorimeter or FACS. Methoden 61, 156–164 (2013).

Opferman, J. T. & Korsmeyer, S. J. Apoptosis in the development and maintenance of the immune system. Nat. Immunol. 4, 410–415 (2003).

Madden, S. D., Donovan, M. & Cotter, T. G. Key apoptosis regulating proteins are down-regulated during postnatal tissue development. Int. J. Dev. Biol. 51, 415–423 (2007).

Lindsten, T. et al. The combined functions of proapoptotic Bcl-2 family members bak and bax are essential for normal development of multiple tissues. Mol.-Nr. Zelle 6, 1389–1399 (2000).

Honarpour, N. et al. Adult Apaf-1-deficient mice exhibit male infertility. Abw. Biol. 218, 248–258 (2000).

Arakawa, S. et al. Role of Atg5-dependent cell death in the embryonic development of Bax/Bak double-knockout mice. Cell Death Differ. 24, 1598–1608 (2017).

Garcia, I. et al. Bax deficiency prolongs cerebellar neurogenesis, accelerates medulloblastoma formation and paradoxically increases both malignancy and differentiation. Onkogen 32, 2304–2314 (2013).

Southwell, D. G. et al. Intrinsically determined cell death of developing cortical interneurons. Natur 491, 109–113 (2012).

Deckwerth, T. L. et al. BAX is required for neuronal death after trophic factor deprivation and during development. Neuron 17, 401–411 (1996).

Merchant, T. E., Pollack, I. F. & Loeffler, J. S. Brain tumors across the age spectrum: biology, therapy, and late effects. Semin. Strahlen. Onkol. 20, 58–66 (2010).

Crowther, A. J. et al. Tonic activation of Bax primes neural progenitors for rapid apoptosis through a mechanism preserved in medulloblastoma. J. Neurosci. 33, 18098–18108 (2013).

Lidsky, T. I. & Schneider, J. S. Lead neurotoxicity in children: basic mechanisms and clinical correlates. Gehirn 126, 5–19 (2003).

Grandjean, P. & Landrigan, P. Developmental neurotoxicity of industrial chemicals. Lanzette 368, 2167–2178 (2006).

Andropoulos, D. B. Effect of anesthesia on the developing brain: infant and fetus. Fetal Diagn. Ther. 43, 1–11 (2018).

Heine, V. M. & Rowitch, D. H. Hedgehog signaling has a protective effect in glucocorticoid-induced mouse neonatal brain injury through an 11βHSD2-dependent mechanism. J. Clin. Investieren. 119, 267–277 (2009).

Thornton, C. et al. Cell death in the developing brain after hypoxia-ischemia. Vorderseite. Zelle. Neurosci. 11, 248 (2017).

Biddle, K. R., McCabe, A. & Bliss, L. S. Narrative skills following traumatic brain injury in children and adults. J. Commun. Disord. 29, 447–468 (1996).

Motoyama, N. et al. Massive cell death of immature hematopoietic cells and neurons in Bcl-x-deficient mice. Wissenschaft 267, 1506–1510 (1995).

Mitchell, K. O. et al. Bax is a transcriptional target and mediator of c-Myc-induced apoptosis. Krebs Res. 60, 6318–6325 (2000).

Strasser, A., Harris, A. W. & Cory, S. bcl-2 transgene inhibits T cell death and perturbs thymic self-censorship. Zelle 67, 889–899 (1991).

Okamoto, T. et al. Enhanced stability of Mcl1, a prosurvival Bcl2 relative, blunts stress-induced apoptosis, causes male sterility, and promotes tumorigenesis. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 111, 261–266 (2014).

Shaha, C., Tripathi, R. & Prasad Mishra, D. Male germ cell apoptosis: regulation and biology. Phil. Übers. R. Soc. B 365, 1501–1515 (2010).

Rodriguez, I., Araki, K., Khatib, K., Martinou, J. C. & Vassalli, P. Mouse vaginal opening is an apoptosis-ependent process which can be prevented by the overexpression of Bcl2. Abw. Biol. 184, 115–121 (1997).

Rinkenberger, J. L., Horning, S., Klocke, B., Roth, K. & Korsmeyer, S. J. Mcl-1 deficiency results in peri-implantation embryonic lethality. Gene Dev. 14, 23–27 (2000).

Escudero, S. et al. Dynamic regulation of long-chain fatty acid oxidation by a noncanonical interaction between the MCL-1 BH3 helix and VLCAD. Mol.-Nr. Zelle 69, 729–743 (2018).

Perciavalle, R. M. et al. Anti-apoptotic MCL-1 localizes to the mitochondrial matrix and couples mitochondrial fusion to respiration. Nat. Zellbiol. 14, 575–583 (2012).

Pillay, J. et al. In vivo labeling with 2H2O reveals a human neutrophil lifespan of 5.4 days. Blut 116, 625–627 (2010).

Luedde, T., Kaplowitz, N. & Schwabe, R. F. Cell death and cell death responses in liver disease: mechanisms and clinical relevance. Gastroenterologie 147, 765–783 (2014).

Pilzecker, B. et al. DNA damage tolerance in hematopoietic stem and progenitor cells in mice. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 114, 201706508 (2017).

Gutierrez-Martinez, P. et al. Diminished apoptotic priming and ATM signalling confer a survival advantage onto aged haematopoietic stem cells in response to DNA damage. Nat. Zellbiol. 20, 413–421 (2018).

Mason, K. D. et al. Programmed anuclear cell death delimits platelet life span. Zelle 128, 1173–1186 (2007).

Vlahovic, G. et al. A phase I safety and pharmacokinetic study of ABT-263 in combination with carboplatin/paclitaxel in the treatment of patients with solid tumors. Investieren. New Drugs 32, 976–984 (2014).

Opferman, J. T. & Kothari, A. Anti-apoptotic BCL-2 family members in development. Cell Death Differ. 25, 37–45 (2018).

Spetz, J., Presser, A. G. & Sarosiek, K. A. T cells and regulated cell death: kill or be killed. Int. Rev. Cell Mol. Biol. https://doi.org/10.1016/bs.ircmb.2018.07.004 (2018).

Zhao, D. Y., Jacobs, K. M., Hallahan, D. E. & Thotala, D. Silencing Egr1 attenuates radiation-induced apoptosis in normal tissues while killing cancer cells and delaying tumor growth. Mol.-Nr. Cancer Ther. 14, 2343–2352 (2015).

Spetz, J., Moslehi, J. & Sarosiek, K. Radiation-induced cardiovascular toxicity: mechanisms, prevention, and treatment. Curr. Treat. Options Cardiovasc. Med. 20, 31 (2018).

Schuler, F. et al. The BH3-only protein BIM contributes to late-stage involution in the mouse mammary gland. Cell Death Differ. 23, 41–51 (2016).

Bergmann, A. & Steller, H. Apoptosis, stem cells, and tissue regeneration. Wissenschaft Signal. 3, re8 (2010).

Wang, K. Molecular mechanisms of hepatic apoptosis. Cell Death Dis. 5, e996 (2014).

Bakhshi, A. et al. Cloning the chromosomal breakpoint of t(1418) human lymphomas: clustering around Jhon chromosome 14 and near a transcriptional unit on 18. Zelle 41, 899–906 (1985).

Tang, H. L. et al. Cell survival, DNA damage, and oncogenic transformation after a transient and reversible apoptotic response. Mol.-Nr. Biol. Zelle 23, 2240–2252 (2012).

Reed, J. C. Bcl-2 on the brink of breakthroughs in cancer treatment. Cell Death Differ. 25, 3–6 (2018).

Whitfield, J. R., Beaulieu, M.-E. & Soucek, L. Strategies to inhibit Myc and their clinical applicability. Vorderseite. Zell-Entw. Biol. 5, 10 (2017).

Hanahan, D. & Weinberg, R. The hallmarks of cancer. Zelle 100, 57–70 (2000).

Strasser, A., Harris, A. W., Bath, M. L. & Cory, S. Novel primitive lymphoid tumours induced in transgenic mice by cooperation between myc and bcl-2. Natur 348, 331–333 (1990).

Lopez, J. & Tait, S. W. G. Mitochondrial apoptosis: killing cancer using the enemy within. Gebr. J. Krebs 112, 957–962 (2015).

Birkinshaw, R. W. & Czabotar, P. E. The BCL-2 family of proteins and mitochondrial outer membrane permeabilisation. Semin. Zell-Entw. Biol. 72, 152–162 (2017).

Leverson, J. D. et al. Found in translation: how preclinical research is guiding the clinical development of the BCL2-selective inhibitor venetoclax. Cancer Discov. 7, 1376–1393 (2017).

Green, D. R. Bench to bedside a BH3 mimetic for killing cancer cells. Zelle 165, 1560 (2016).

Miquel, C. et al. Rolle von bax mutations in apoptosis in colorectal cancers with microsatellite instability. Bin. J. Clin. Pathol. 123, 562–570 (2005).

Gardai, S. J. et al. Phosphorylation of Bax ser184 by Akt regulates its activity and apoptosis in neutrophils. J. Biol. Chem.-Nr. 279, 21085–21095 (2004).

Kutuk, O. & Letai, A. Regulation of Bcl-2 family proteins by posttranslational modifications. Curr. Mol.-Nr. Med. 8, 102–118 (2008).

Siegel, R. L., Miller, K. D. & Jemal, A. Cancer statistics, 2017. CA Cancer J. Clin. 67, 7–30 (2017).

Huber, H. J., McKiernan, R. G. & Prehn, J. H. M. Harnessing system models of cell death signalling for cytotoxic chemotherapy: towards personalised medicine approaches? J.Mol. Med. 92, 227–237 (2014).

Mitchison, T. J. The proliferation rate paradox in antimitotic chemotherapy. Mol.-Nr. Biol. Zelle 23, 1–6 (2012). This paper provides a balanced discussion on the proliferation rate of cancer cells and their sensitivity to chemotherapy.

Sack, L. M. et al. Profound tissue specificity in proliferation control underlies cancer drivers and aneuploidy patterns. Zelle 173, 499–514 (2018).

Watanabe-Fukunaga, R., Brannan, C. I., Copeland, N. G., Jenkins, N. A. & Nagata, S. Lymphoproliferation disorder in mice explained by defects in Fas antigen that mediates apoptosis. Natur 356, 314–317 (1992).

Bouillet, P. et al. Proapoptotic Bcl-2 relative Bim required for certain apoptotic responses, leukocyte homeostasis, and to preclude autoimmunity. Wissenschaft 286, 1735–1738 (1999).

Strasser, A. et al. Enforced BCL2 expression in B-lymphoid cells prolongs antibody responses and elicits autoimmune disease. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 88, 8661–8665 (1991).

Ina, K. et al. Resistance of Crohn’s disease T cells to multiple apoptotic signals is associated with a Bcl-2/Bax mucosal imbalance. J. Immunol. 163, 1081–1090 (1999).

Parandhaman, D. K. & Narayanan, S. Cell death paradigms in the pathogenesis of Mycobacterium tuberculosis Infektion. Vorderseite. Zelle. Infizieren. Mikrobiol. 4, 31 (2014).

Zhou, X., Jiang, W., Liu, Z., Liu, S. & Liang, X. Virus infection and death receptor-mediated apoptosis. Viren 9, 316 (2017).

Sly, L. M., Hingley-Wilson, S. M., Reiner, N. E. & McMaster, W. R. Survival of Mycobacterium tuberculosis in host macrophages involves resistance to apoptosis dependent upon induction of antiapoptotic Bcl-2 family member Mcl-1. J. Immunol. 170, 430–437 (2003).

Banga, S. et al. Legionella pneumophila inhibits macrophage apoptosis by targeting pro-death members of the Bcl2 protein family. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 104, 5121–5126 (2007).

Pauleau, A.-L. et al. Structure–function analysis of the interaction between Bax and the cytomegalovirus-encoded protein vMIA. Onkogen 26, 7067–7080 (2007).

Desbien, A. L., Kappler, J. W. & Marrack, P. The Epstein–Barr virus Bcl-2 homolog, BHRF1, blocks apoptosis by binding to a limited amount of Bim. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 106, 5663–5668 (2009).

Flanagan, A. M. & Letai, A. BH3 domains define selective inhibitory interactions with BHRF-1 and KSHV BCL-2. Cell Death Differ. 15, 580–588 (2008).

Rowe, M. et al. Upregulation of bcl-2 by the Epstein-Barr virus latent membrane protein LMP1: a B cell-specific response that is delayed relative to NF-kappa B activation and to induction of cell surface markers. J. Virol. 68, 5602–5612 (1994).

Wang, S., Rowe, M. & Lundgren, E. Expression of the Epstein Barr virus transforming protein LMP1 causes a rapid and transient stimulation of the Bcl-2 homologue Mcl-1 levels in B − cell lines. Krebs Res. 56, 4610–4613 (1996).

D’Souza, B., Rowe, M. & Walls, D. The bfl-1 gene is transcriptionally upregulated by the Epstein-Barr virus LMP1, and its expression promotes the survival of a Burkitt’s lymphoma cell line. J. Virol. 74, 6652–6658 (2000).

Ko, Y. H. Editorial: EBV and human cancer. Erw. Mol.-Nr. Med. 47, e130–e133 (2015).

Collison, J. Targeting Bcl-2 prevents nephritis in mice. Nat. Rev. Rheumatol. 12, 376–376 (2016).

Wang, L. C. et al. ABT-199, a potent and selective BCL-2 inhibitor, prevents lupus nephritis in the spontaneous NZB/W F1 mouse model by depleting selective lymphocyte populations while sparing platelets [abstract 858]. Arthritis Rheumatol. 66, S379–S380 (2014).

Minocha, M., Zeng, J., Medema, J. K. & Othman, A. A. Pharmacokinetics of the B-cell lymphoma 2 (Bcl-2) inhibitor venetoclax in female subjects with systemic lupus erythematosus. Klin. Pharmacokinet. 2, 1–14 (2018).

Speir, M. et al. Eliminating Legionella by inhibiting BCL-XL to induce macrophage apoptosis. Nat. Mikrobiol. 1, 15034 (2016).

Okouchi, M., Ekshyyan, O., Maracine, M. & Aw, T. Y. Neuronal apoptosis in neurodegeneration. Antioxidationsmittel. Redox Signal. 9, 1059–1096 (2007).

Radi, E., Formichi, P., Battisti, C. & Federico, A. Apoptosis and oxidative stress in neurodegenerative diseases. J. Alzheimers Dis. 42, S125–S152 (2014).

Wright, K. M. & Deshmukh, M. Restricting apoptosis for postmitotic cell survival and its relevance to cancer. Zellzyklus 5, 1616–1620 (2006).

Kole, aJ., Annis, R. P. & Deshmukh, M. Mature neurons: equipped for survival. Cell Death Dis. 4, e689 (2013).

Polster, B. M., Robertson, C. L., Bucci, C. J., Suzuki, M. & Fiskum, G. Postnatal brain development and neural cell differentiation modulate mitochondrial Bax and BH3 peptide-induced cytochrome C Veröffentlichung. Cell Death Differ. 10, 365–370 (2003).

Rohn, T. T. The role of caspases in Alzheimer’s disease: potential novel therapeutic opportunities. Apoptose 15, 1403–1409 (2010).

Siegel, S. J., Bieschke, J., Powers, E. T. & Kelly, J. W. The oxidative stress metabolite 4-hydroxynonenal promotes Alzheimer protofibril formation. Biochemie 46, 1503–1510 (2007).

Jembrek, M. J., Hof, P. R. & Šimic, G. Ceramides in Alzheimer’s disease: key mediators of neuronal apoptosis induced by oxidative stress and Aβ accumulation. Oxid. Med. Zelle. Longev. 2015, 1–17 (2015).

Paradis, E., Douillard, H., Koutroumanis, M., Goodyer, C. & LeBlanc, A. Amyloid beta peptide of Alzheimer’s disease downregulates Bcl-2 and upregulates bax expression in human neurons. J. Neurosci. 16, 7533–7539 (1996).

Crews, L., Rockenstein, E. & Masliah, E. APP transgenic modeling of Alzheimer’s disease: mechanisms of neurodegeneration and aberrant neurogenesis. Brain Struct. Funktion 214, 111–126 (2010).

Kitamura, Y. et al. Alteration of proteins regulating apoptosis, Bcl-2, Bcl-x, Bax, Bak, Bad, ICH-1 and CPP32, in Alzheimer’s disease. Gehirnres. 780, 260–269 (1998).

Rohn, T. T. et al. Lack of pathology in a triple transgenic mouse model of Alzheimer’s disease after overexpression of the anti-apoptotic protein Bcl-2. J. Neurosci. 28, 3051–3059 (2008).

Blesa, J. & Przedborski, S. Parkinson’s disease: animal models and dopaminergic cell vulnerability. Vorderseite. Neuroanat. 8, 155 (2014).

Wood-Kaczmar, A. et al. PINK1 is necessary for long term survival and mitochondrial function in human dopaminergic neurons. PLUS EINS 3, e2455 (2008).

Berger, A. K. et al. Parkin selectively alters the intrinsic threshold for mitochondrial cytochrome C Veröffentlichung. Summen. Mol.-Nr. Genet. 18, 4317–4328 (2009).

Wu, D. et al. Two molecular pathways initiate mitochondria-dependent dopaminergic neurodegeneration in experimental Parkinson’s disease. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 104, 8161–8166 (2007).

Ghavami, S. et al. Autophagy and apoptosis dysfunction in neurodegenerative disorders. Prog. Neurobiol. 112, 24–49 (2014).

Reyes, N. A. et al. Blocking the mitochondrial apoptotic pathway preserves motor neuron viability and function in a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis. Steuerung 120, 3673–3679 (2010). This study demonstrates the functional impact of apoptosis prevention in a mouse model of ALS.

Saudou, F., Finkbeiner, S., Devys, D. & Greenberg, M. E. Huntingtin acts in the nucleus to induce apoptosis but death does not correlate with the formation of intranuclear inclusions. Zelle 95, 55–66 (1998).

Hickey, M. A. & Chesselet, M.-F. Apoptosis in Huntington’s disease. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry 27, 255–265 (2003).

Sagot, Y. et al. Bcl-2 overexpression prevents motoneuron cell body loss but not axonal degeneration in a mouse model of a neurodegenerative disease. J. Neurosci. 15, 7727–7733 (1995).

Broughton, B. R. S., Reutens, D. C. & Sobey, C. G. Apoptotic mechanisms after cerebral ischemia. Schlaganfall 40, e331–e339 (2009).

Hayakawa, K. et al. Transfer of mitochondria from astrocytes to neurons after stroke. Natur 535, 551–555 (2016).

Plesnila, N. et al. Function of BID — a molecule of the bcl-2 family — in ischemic cell death in the brain. EUR. Surg. Res. 34, 37–41 (2002).

Gill, R. et al. Role of caspase-3 activation in cerebral ischemia-induced neurodegeneration in adult and neonatal brain. J. Cereb. Blood Flow Metab. 22, 420–430 (2002).

Gibson, M. E. et al. BAX contributes to apoptotic-like death following neonatal hypoxia-ischemia: evidence for distinct apoptosis pathways. Mol.-Nr. Med. 7, 644–655 (2001).

Zhang, X., Chen, Y., Jenkins, L. W., Kochanek, P. M. & Clark, R. S. B. Bench-to-bedside review: apoptosis/programmed cell death triggered by traumatic brain injury. Krit. Pflege 9, 66–75 (2005).

Raghupathi, R., Graham, D. I. & McIntosh, T. K. Apoptosis after traumatic brain injury. J. Neurotrauma 17, 927–938 (2000).

Kohda, K. et al. Role of apoptosis induced by Helicobacter pylori infection in the development of duodenal ulcer. Darm 44, 456–462 (1999).

Yamasaki, E. et al. Helicobacter pylori vacuolating cytotoxin induces activation of the proapoptotic proteins Bax and Bak, leading to cytochrome C release and cell death, independent of vacuolation. J. Biol. Chem.-Nr. 281, 11250–11259 (2006).

Matsumoto, A. et al. Helicobacter pylori VacA reduces the cellular expression of STAT3 and pro-survival Bcl-2 family proteins, Bcl-2 and Bcl-XL, leading to apoptosis in gastric epithelial cells. Dig. Dis. Wissenschaft 56, 999–1006 (2011).

Strack, P. R. et al. Apoptosis mediated by HIV protease is preceded by cleavage of Bcl-2. Proz. Natl Acad. Wissenschaft Vereinigte Staaten von Amerika 93, 9571–9576 (1996).

Roggero, R. et al. Binding of human immunodeficiency virus type 1 gp120 to CXCR4 induces mitochondrial transmembrane depolarization and cytochrome C-mediated apoptosis independently of Fas signaling. J. Virol. 75, 7637–7650 (2001).

Ullrich, C. K., Groopman, J. E. & Ganju, R. K. HIV-1 gp120- and gp160-induced apoptosis in cultured endothelial cells is mediated by caspases. Blut 96, 1438–1442 (2000).

Boudet, F., Lecoeur, H. & Gougeon, M. L. Apoptosis associated with ex vivo down-regulation of Bcl-2 and up- regulation of Fas in potential cytotoxic CD8 + T lymphocytes during HIV infection. J. Immunol. 156, 2282–2293 (1996).

Cambier, C. J., Falkow, S. & Ramakrishnan, L. Host evasion and exploitation schemes of Mycobacterium tuberculosis. Zelle 159, 1497–1509 (2014).

Schulz, J. B. et al. Extended therapeutic window for caspase inhibition and synergy with MK-801 in the treatment of cerebral histotoxic hypoxia. Cell Death Differ. 5, 847–857 (1998).

Venero, J. L., Burguillos, M. A. & Joseph, B. Caspases playing in the field of neuroinflammation: old and new players. Abw. Neurosci. 35, 88–101 (2013).

Clark, R. S. et al. boc-Aspartyl(OMe)-fluoromethylketone attenuates mitochondrial release of cytochrome c and delays brain tissue loss after traumatic brain injury in rats. J. Cereb. Blood Flow Metab. 27, 316–326 (2007).

Cheng, Y. et al. Caspase inhibitor affords neuroprotection with delayed administration in a rat model of neonatal hypoxic-ischemic brain injury. J. Clin. Investieren. 101, 1992–1999 (1998).

Han, B. H. et al. Selective, reversible caspase-3 inhibitor is neuroprotective and reveals distinct pathways of cell death after neonatal hypoxic-ischemic brain injury. J. Biol. Chem.-Nr. 277, 30128–30136 (2002).

Niu, X. et al. A small-molecule inhibitor of Bax and Bak oligomerization prevents genotoxic cell death and promotes neuroprotection. Zellchem. Biol. 24, 493–506 (2017). This paper is one of the first reports of small molecules able to bind and inactivate BAX and BAK for potential neuroprotection.

Hetz, C. et al. Bax channel inhibitors prevent mitochondrion-mediated apoptosis and protect neurons in a model of global brain ischemia. J. Biol. Chem.-Nr. 280, 42960–42970 (2005).

Pan, R. et al. Selective BCL-2 inhibition by ABT-199 causes on target cell death in acute myeloid leukemia. Cancer Discov. 4, 362–375 (2013).

Juin, P., Geneste, O., Gautier, F., Depil, S. & Campone, M. Decoding and unlocking the BCL-2 dependency of cancer cells. Nat. Rev. Krebs 13, 455–465 (2013).

Leverson, J. D. et al. Exploiting selective BCL-2 family inhibitors to dissect cell survival dependencies and define improved strategies for cancer therapy. Wissenschaft Übersetzen Med. 7, 279ra40 (2015).

Pécot, J. et al. Tight sequestration of BH3 proteins by BCL-xL at subcellular membranes contributes to apoptotic resistance. Zellvertreter 17, 3347–3358 (2016).

Konopleva, M. et al. Mechanisms of apoptosis sensitivity and resistance to the BH3 mimetic ABT-737 in acute myeloid leukemia. Krebszelle 10, 375–388 (2006).

Goldsmith, K. C. et al. Mitochondrial Bcl-2 family dynamics define therapy response and resistance in neuroblastoma. Krebs Res. 72, 2565–2577 (2012).

Roberts, A. W. et al. Targeting BCL2 with venetoclax in relapsed chronic lymphocytic leukemia. N. Engl. J. Med. 374, 311–322 (2015). This study provides a demonstration of the clinical utility of BH3 mimetics for the treatment of cancer.

Schenk, R. L., Strasser, A. & Dewson, G. BCL-2: long and winding path from discovery to therapeutic target. Biochem. Biophys. Res. Komm. 482, 459–469 (2017).

Letai, A. S63845, an MCL-1 selective BH3 mimetic: another arrow in our quiver. Krebszelle 30, 834–835 (2016).

Vogler, M. et al. BCL2/BCL-X(L) inhibition induces apoptosis, disrupts cellular calcium homeostasis, and prevents platelet activation. Blut 117, 7145–7154 (2011).

Al-harbi, S. et al. An antiapoptotic BCL-2 family expression index predicts the response of chronic lymphocytic leukemia to ABT-737. Blut 118, 3579–3590 (2011).

Slee, Ea, Keogh, Sa & Martin, S. J. Cleavage of BID during cytotoxic drug and UV radiation-induced apoptosis occurs downstream of the point of Bcl-2 action and is catalysed by caspase-3: a potential feedback loop for amplification of apoptosis-associated mitochondrial cytochrome C Veröffentlichung. Cell Death Differ. 7, 556–565 (2000).

Suzuki, Y. et al. A serine protease, HtrA2, is released from the mitochondria and interacts with XIAP, inducing cell death. Mol.-Nr. Zelle 8, 613–621 (2001).

Srinivasula, S. M. et al. A conserved XIAP-interaction motif in caspase-9 and Smac/DIABLO regulates caspase activity and apoptosis. Natur 410, 112–116 (2001).

Toshiyuki, M. & Reed, J. C. Tumor suppressor p53 is a direct transcriptional activator of the human bax gene. Zelle 80, 293–299 (1995).

Zong, W. X., Edelstein, L. C., Chen, C., Bash, J. & Gélinas, C. The prosurvival Bcl-2 homolog Bfl-1/A1 is a direct transcriptional target of NF-kappaB that blocks TNFalpha-induced apoptosis. Gene Dev. 13, 382–387 (1999).

Grossmann, M. et al. The anti-apoptotic activities of Rel and RelA required during B cell maturation involve the regulation of Bcl-2 expression. EMBO J. 19, 6351–6360 (2000).

Kale, J., Osterlund, E. J. & Andrews, D. W. BCL-2 family proteins: changing partners in the dance towards death. Cell Death Differ. 25, 65–80 (2017).

Chi, X., Kale, J., Leber, B. & Andrews, D. W. Regulating cell death at, on, and in membranes. Biochim. Biophys. Acta 1843, 2100–2113 (2014).

Kalkavan, H. & Green, D. R. MOMP, cell suicide as a BCL-2 family business. Cell Death Differ. 25, 1–10 (2017).

Popgeorgiev, N., Jabbour, L. & Gillet, G. Subcellular localization and dynamics of the Bcl-2 family of proteins. Vorderseite. Zell-Entw. Biol. 6, 1–11 (2018).

Gavathiotis, E. et al. BAX activation is initiated at a novel interaction site. Natur 455, 1076–1081 (2008).

Brahmbhatt, H., Uehling, D., Al-awar, R., Leber, B. & Andrews, D. Small molecules reveal an alternative mechanism of Bax activation. Biochem. J. 473, 1073–1083 (2016).

Chonghaile, T. N. et al. Pretreatment mitochondrial priming correlates with clinical response to cytotoxic chemotherapy. Wissenschaft 334, 1129–1133 (2011).

Ryan, J., Montero, J., Rocco, J. & Letai, A. iBH3: simple, fixable BH3 profiling to determine apoptotic priming in primary tissue by flow cytometry. Biol. Chem.-Nr. 397, 671–678 (2016).

Davids, M. S. et al. Mitochondrial apoptotic priming is associated with clinical response to the Bcl-2 antagonist ABT-199 in chronic lymphocytic leukemia. Blut 124, 1940 (2014).

Vo, T.-T. et al. Relative mitochondrial priming of malignant myeloblasts and normal HSCs determines chemotherapeutic success in AML. Zelle 151, 344–355 (2012).

Del, V. et al. BCL-2 dependence and ABT-737 sensitivity in acute lymphoblastic leukemia BCL-2 dependence and ABT-737 sensitivity in acute lymphoblastic leukemia. Leukämie 111, 2300–2309 (2008).

Ni Chonghaile, T. et al. Maturation stage of T cell acute lymphoblastic leukemia determines BCL-2 versus BCL-XL dependence and sensitivity to ABT-199. Cancer Discov. 4, 1074–1087 (2014).

Deng, J. et al. BH3 profiling identifies three distinct classes of apoptotic blocks to predict response to ABT-737 and conventional chemotherapeutic agents. Krebszelle 12, 171–185 (2007).

Montero, J. et al. Drug-induced death signaling strategy rapidly predicts cancer response to chemotherapy. Zelle 160, 977–989 (2015).

Montero, J. et al. Blastic plasmacytoid dendritic cell neoplasm is dependent on BCL-2 and sensitive to venetoclax. Cancer Discov. 7, 156–164 (2016).


Supporting information

S1 Fig. Simulated example for the calculation of the Potential of death induction (PTod).

Three simulated deaths occur at 2 h, 9 h, and 11 h (first video sequence). The death signals are modeled by the construction of a signal wake (second video sequence), the duration of which depends on the dimension of the original death region (first video sequence). Then, a cumulative map is constructed by combining both spatial and temporal death influence (third video sequence) using . Schließlich, PTod is computed over time for the entire image area (bottom graph). Until t = 8 h, there is only one death, so there is no induction phenomenon. An additional death occurs at t = 9 h thus producing an induction phenomenon and an increase in potential. A third death occurs at t = 11 h thus producing a further increase in the potential value. Potential is also influenced by the absolute value of the map MC and by the distances of the different zones of death. From t = 12 h there is no more memory of the first death, hence only the last two death zones remain whose distance is larger than that of the two death zones involved in t = 9 h and 11 h, thus causing a decrease in potential.

S2 Fig. Addition PTod analyses supporting Fig 6.

S3 Fig. Simulations showing the dependency of the Potential of death induction (PTod) on temporal and spatial features.

A. Experimental data showing the spatial localization of death events at different time points (above), and the corresponding PTod measurements (below) on a video of MDA-MB-231 cells treated with 1 μM doxorubicin (the same reported in Fig 6A). B. Simulation of a video with the same death events as in A, but with a spatially random distribution, maintaining approximately the relative object distances. Note that the corresponding PTod measurements are increasing much less than in A, indicating that the PTod increase does not simply result from the increase of death numbers over time, but it depends also on death positions. C. Simulation of a video with a constant number of death events with a spatially random distribution. Note that the corresponding PTod measurements are constant over time. D. Simulation of a video with a constant number of death events with a clustered distribution. Note that the corresponding PTod measurements are constant over time, but higher than in C.

S4 Fig. Rationale for the calculation of the optimal .

is the time window over which the aggregation of deaths and their wake were computed by means of the definition of the cumulative map MC (Eq (9)). The induction intervals, defined as the duration of the chain of death, were computed for each cell, from 16 videos from 2 experiments, one experiment with the lung cancer cell line IGR-Pub (A) and one experiment with the breast cancer cell line MDA-MB-231 (B). The distributions of induction show that vast majority of induction intervals is below 16 h, meaning that h is an optimal choice.

S5 Fig. Images showing the microscope setup for ToC cultures.

A. Global view of the Leica DMi8 used to perform the live imaging experiments. The white arrow points at the heating black chamber, in which is maintained a temperature of 37°C. The temperature is set and maintained by a temperature controller (blue arrow). The CO2 controller (black arrow) mixes CO2 with atmospheric air. Through a tubing system, the air with the controlled CO2 at 5%, after passing through a bottle half filled with water for humidification (red arrow), is injected in the microscope chamber. B. View of the chip placed in the microscope chamber. The white arrow indicates the lid of the chamber in which is injected the humidified air with CO2 at 5%. The red arrow points at the chip to be imaged. Humidified sponges contribute to humidify the chamber and to minimize micro-evaporation phenomena (black arrows). C. Picture from the side of the chip filled with medium. At each ‘anchor’ point, three magnets (red arrows) are used to lift and attach the chip to the glass slide (black arrow). D. Top view of an empty chip with magnets. Two piles composed of three magnets (red arrows) are applied in the central part of the chip and glass slide.


Schau das Video: Ist die Uhrzeit, wann man Sport macht, wichtig? (September 2022).


Bemerkungen:

  1. Leaman

    Ich habe vergessen, dich daran zu erinnern.

  2. Bardrick

    Ich bin endlich, ich entschuldige mich, aber das ist etwas ganz anderes und nicht, dass ich es brauche.

  3. Yozshubei

    Ich verstehe nicht, was du meinst?

  4. Sonnie

    Ich habe besser einfach die Klappe



Eine Nachricht schreiben