本文发表在《大众科学》的前博客网络上，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
癌症的标志是所有癌症共有的十个基本原则。癌症标志的第一篇和第二篇文章可以在这里和这里找到。
癌症的第三个标志被定义为“逃避细胞凋亡”。细胞凋亡与细胞生长相反；它是细胞死亡。为了不受控制地分裂和生长，癌细胞不仅必须劫持正常的细胞生长途径，还必须逃避细胞死亡途径。事实上，这种获得的对细胞凋亡的抵抗是所有类型癌症的特征。但在我解释癌细胞如何做到这一点之前，我们需要了解正常细胞中细胞死亡过程是如何发生的。
细胞凋亡程序被硬编码到我们身体的每一个细胞中。它就像一个氰化物胶囊，如果情况需要细胞自杀，它会迅速传递死亡。如果细胞检测到其 DNA 已损坏，它可以激活细胞凋亡以将其从种群中移除。细胞凋亡，或细胞自杀，是细胞完全正常的功能。当蝌蚪变成青蛙时，也会激活相同的细胞凋亡程序；尾部的细胞通过细胞凋亡死亡，尾巴消失。我们早期胚胎发育中手指之间的蹼也是如此。细胞凋亡是一个极其整洁的过程；细胞膜被破坏，染色体被降解，DNA 分裂成碎片，垂死的、收缩的细胞被邻近的细胞或巡逻的免疫细胞吞噬，不留下细胞自杀的痕迹。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
调节器和效应器
那么，细胞凋亡在分子水平上是如何运作的呢？细胞凋亡机制可以分为两大类：调节器和效应器。调节器负责监测细胞内部和外部环境的异常情况，以决定该细胞应该存活还是死亡。可能的异常情况包括 DNA 损伤、由致癌基因（癌基因）激活引起的信号失衡、缺氧或生长因子不足。
因此，细胞凋亡可以通过内在途径发生，其中来自细胞内部的信号激活该过程；也可以通过外在途径发生，其中来自细胞外部的死亡信号被细胞接收和处理以激活细胞凋亡。人们认为，内在细胞凋亡途径在癌症预防中比外在途径更重要。鉴于我们的细胞携带以处决者般的精确度摧毁自己的机制，这个过程受到严格监管也就不足为奇了。
细胞凋亡的主要调节器是属于 Bcl-2 家族的一组蛋白质。这些蛋白质可以是促凋亡的，也可以是抗凋亡的；Bcl-2、Bcl-XL、Bcl-W、Mcl-1 和 A1 蛋白作为抑制细胞凋亡的抗凋亡蛋白发挥作用，而 Bax、Bad、Bid、Bok、Bik 和 Bak（我发誓这些名字不是编造的！*）是促凋亡蛋白，在被激活时会触发细胞凋亡。抗凋亡蛋白与不需要死亡的健康细胞中的促凋亡蛋白结合并使其失活。细胞凋亡调节器还包括细胞表面的死亡受体，它们与死亡信号分子结合，作为外在细胞凋亡途径的一部分。这类似于生长因子与生长因子受体结合并激活生长因子受体的方式，正如我之前描述的那样，这种结合会触发细胞凋亡的效应器。
自杀机器
细胞凋亡的任务控制中心在哪里？许多细胞凋亡信号通路汇聚在 mitochondria 中。Mitochondria 是漂浮在细胞内的小细胞器，并充当细胞的能量工厂。它们含有一种称为细胞色素 c 的信号分子，该分子与 mitochondrial 膜结合。响应于促凋亡信号（来自促凋亡蛋白如 Bax），细胞色素 c 由 mitochondrial 释放到细胞中，它们与一种称为 Apaf-1 的蛋白质结合。这导致凋亡体的形成。凋亡体是一个非常美丽的结构，类似于一个带有七根辐条的轮子。一旦形成，凋亡体就会激活一组称为 caspases 的蛋白质。
我们所有的细胞都包含其自身破坏的种子；这些以 caspases 的形式出现。Caspases 可以被认为是细胞的执行者。它们是在我们细胞中降解其他蛋白质的蛋白质。活性 caspases 可以在细胞内造成严重破坏，因此非常危险，因此它们由细胞以非活性形式产生（称为 pro-caspases），就像一把被鞘裹住的执行者之刃。在检测到从 mitochondria 释放的细胞色素 c 的量增加时，刀刃就会被拔出。到目前为止，在人类基因组中已经鉴定了 13 个这样的 caspases 基因。其中两个 caspases 蛋白充当“看门人” caspases：caspase-8 和 caspase-9。它们是启动子 caspases，当被细胞色素 c 释放激活时，它们会继续激活其他 caspases，从而引发不可逆转的细胞蛋白降解。
P53：基因组的守护者
细胞如何检测触发细胞凋亡的必要条件？在上一篇癌症标志文章中，我解释了视网膜母细胞瘤蛋白在控制细胞分裂中的基本作用。请记住，视网膜母细胞瘤是细胞分裂的一个极其重要的刹车。对细胞的视网膜母细胞瘤基因的损害会释放这个刹车，导致不受控制的细胞生长。
同样，P53 是一种极其重要的蛋白质，被称为“基因组的守护者”。在其众多功能中，它负责检测 DNA 损伤、染色体异常并阻止细胞周期以启动修复；如果修复不可能，则会诱导细胞凋亡。P53 通过增加促凋亡蛋白 Bax 的产生来诱导细胞凋亡。Bax 刺激 mitochondria 释放细胞色素 c，从而激活 caspases 级联反应，最终导致细胞自杀。P53 对于在最基本的层面上维持我们基因组的完整性至关重要。
逃避细胞凋亡
那么，癌细胞是如何逃脱死亡的呢？最常见的方法是丢失细胞凋亡的看门人，即蛋白质 P53。超过一半的人类癌症类型具有突变或缺失的 p53 基因，导致 P53 蛋白受损或缺失。作为实现 P53 丢失的替代方案，癌细胞可以通过增加 P53 的抑制剂或沉默 P53 的激活剂来损害 P53 的活性。之前我解释了人乳头瘤病毒如何产生一种称为 E7 的蛋白质，该蛋白质与视网膜母细胞瘤结合并使其失活。
同样，另一种由人乳头瘤病毒产生的蛋白质 E6 与 P53 结合并使其失活。因此，这两种致癌蛋白质 E6 和 E7（癌蛋白）会禁用两个重要的看门人，即视网膜母细胞瘤和 P53，它们控制细胞分裂和细胞死亡；结果是反复不受控制的细胞分裂，表现为疣，与癌症的发生密切相关。癌细胞还可以产生过量的抗凋亡蛋白，如 Bcl-2、Bcl-XL 等。它们可以减少促凋亡蛋白（如 Bax 和 Bak）的产生。它们可以绕过外在死亡受体细胞凋亡途径。
高度侵袭性癌症通常同时具有视网膜母细胞瘤和 P53 突变，这不足为奇。因此，这些快速生长的肿瘤具有极低的细胞凋亡水平和极高的细胞分裂水平。就像解除达摩克利斯之剑一样，癌细胞可以使死亡机制失活；因此，癌细胞逃避细胞凋亡代表对极其重要的抗癌防御机制的关键违反。
下次...”无限的复制潜力“
*以防你好奇，Bcl-2 家族的促凋亡成员因此得名
Bax：Bcl-2 相关 X 蛋白
Bad：Bcl-2 相关死亡启动子
Bid：BH3 相互作用域死亡激动剂
Bok：Bcl-2 相关卵巢杀手
Bik：Bcl-2 相互作用杀手
Bak：Bcl-2 同源拮抗剂杀手