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细胞凋亡是一种是受细胞内基因高度调控的程序性细胞死亡形式，在机体生长发育和受到刺激时清除多余，衰老和受损伤的细胞，是维持机体内环境稳定所必需的。细胞凋亡异常与多种疾病的发生，包括自身免疫和神经退行性疾病，癌症等密切相关。Bcl-2及其家族蛋白在细胞凋亡调控中起关键作用。该家族包括多种凋亡抑制分子（如Bcl-2，Bcl-xL，Mcl-1等）和凋亡促进分子（如Bax、Bak等和Bim/Bid/Bad等BH3-only分子）。这些分子相互作用在感知细胞凋亡信号，调控细胞色素C释放中起关键作用。
Bcl-2分子被认为是重要的凋亡抑制分子。它能与BH3-only分子或Bax分子直接或间接相互作用来调控细胞色素C释放和细胞凋亡。尽管Bcl-2分子与Bax分子的氨基酸序列不同，功能完全相反，但它们的三级结构却高度类似。我们早先的工作表明，Bcl-2分子能与小分子化合物棉酚或同促凋亡蛋白Bim相互作用，发生构象变化，变成Bax样促凋亡分子。我们进一步提出，Bcl-2特定氨基酸序列的改变也能使其变成Bax样促凋亡分子。
为验证这一设想，我们首先对Bcl-2的结构进行了分析，认为a5螺旋在Bcl-2的结构和功能中非常重要。所以我们对Bcl-2 a5螺旋中从142到161位的氨基酸进行了丙氨酸点突变，结果发现Bcl-2/E152A突变体能够引起HeLa细胞的细胞核固缩，也能够引起Caspase的底物PARP的切割，初步证明了Bcl-2/E152A突变体能够诱导细胞发生凋亡。我们进一步将E152位点进行不同正负电荷氨基酸的突变，并分析这些突变对细胞凋亡的影响。为了排除蛋白高表达本身可能导致的细胞生存的影响，我们首先用带GFP标签的突变体转染细胞，分选荧光强度较弱的细胞做了克隆形成实验，发现Bcl-2/E152A，Bcl-2/E152C，Bcl-2/E152S这几个突变体的克隆形成能力相比较野生型Bcl-2有明显的降低。说明是Bcl-2的E152氨基酸突变引起的细胞死亡。
接下来，我们进一步研究这些突变体是否能诱导线粒体细胞色素C释放。用Bcl-2/E152A，Bcl-2/E152C，Bcl-2/E152S这几个突变体转染HeLa细胞，发现这几个152位的突变体都能够引起HeLa细胞的细胞核发生固缩和细胞色素C的释放，Caspase的底物PARP也能够被切割，并且这种切割能够被Caspase抑制剂Z-VAD所抑制。有意义的是，这些突变体也能引起Bax-/- Bak-/-小鼠成纤维细胞的细胞色素C释放和细胞凋亡，说明Bcl-2突变体诱导的细胞凋亡并不依赖Bax或Bak。为进一步证明这些突变体是如何诱导细胞凋亡，我们从Bax-/-Bak-/-小鼠成纤维细胞和HeLa细胞中分离线粒体，进行了体外实验。用纯化的Bcl-2野生型和突变体蛋白处理分离的线粒体，同样发现用Bcl-2/E152A，Bcl-2/E152C，Bcl-2/E152S突变体蛋白处理的线粒体中有细胞色素C的释放。以上结果证明Bcl-2/E152A，Bcl-2/E152C，Bcl-2/E152S这几个152位的突变体能够引起Bax和Bak非依赖的细胞色素C释放和细胞凋亡。
有一种可能是，Bcl-2突变体可能与Bim等相互作用，形成蛋白复合体来介导细胞色素C释放。体外实验表明，外源BimS本身不能引起细胞色素C释放，而且它促进Bcl-2突变体引起的Bax-/- Bak-/-小鼠成纤维细胞细胞色素C释放的效果也并不明显。Pull-down和lP实验证明，Bcl-2突变体和BimS的相互作用相比野生型Bcl-2明显减弱。
我们推测Bcl-2/E152A，Bcl-2/E152C，Bcl-2/ E152S突变体可能导致Bcl-2结构和功能的改变。用能检测Bcl-2构象变化的抗体，我们发现Bcl-2突变体能够发生构象变化。化学交联实验证实它们能够形成同源二聚体，说明这些Bcl-2突变体不是通过和其它家族蛋白的相互作用来诱导凋亡的。推测它们可能形成孔道而引起细胞色素c的释放。计算机模拟Bcl-2的结构，发现E152，K22，S105三个氨基酸之间能够形成氢键。我们构建突变体不能形成氢键，发现K22A，S105A和E152A一样，都能够引起细胞核的固缩和细胞色素C的释放，PARP被切割而且能够被z-VAD抑制。说明这个氢键的稳定对维持Bcl-2的功能有很重要的作用。氢键的丧失有可能导致其构象变化，使其具备促凋亡能力。
综上所述，Bcl-2/E152A/C/S突变体能够诱导Bcl-2的构象变化，从而使Bcl-2的功能改变，由抗凋亡转化为促凋亡功能，细胞发生凋亡。这也和Bcl-2中的氢键破坏相关。详细了解Bcl-2突变体诱导细胞发生凋亡，对细胞死亡机制的研究有很重要的意义。
自吞噬是近年来癌症研究新发展起来的一个领域，并且越来越明显的显示出其在细胞死亡途径中关键的调控作用。自吞噬是一种遗传上有序，进化上保守的过程，降解细胞中半衰期长的蛋白和细胞器。自噬的异常和很多疾病密切相关，因此对于自噬的具体分子机制以及生理意义研究有很重要的生物学意义。
近来有关拮抗抑凋亡Bcl-2家族蛋白的小分子化合物的研究越来越多的沿着癌症的治疗方向发展。这些新的化合物又称为BH3类似物，它们与抗凋亡的Bcl-2家族蛋白结合并抑制其功能。棉酚是一种从棉籽中提取出的BH3-mimetic小分子化合物，近来常常被用作临床试验。但是棉酚和自噬的关系研究的还很少。
本研究发现棉酚能够诱导MCF7和HeLa细胞发生自吞噬，进而延缓细胞凋亡的发生。敲减Beclinl的表达能够抑制MCF7细胞的自吞噬，但是不能抑制HeLa细胞的自吞噬。棉酚能够抑制Beclinl和Bcl-2之间的相互作用，拮抗Bcl-2对自吞噬的抑制功能从而促进自吞的发生。而敲减VPS34的表达，则两种细胞的自吞噬都受到明显的抑制，与之相一致，PI3P结合蛋白WIPI-1被富集到自噬小体的膜上。敲减Atg5的表达，也能降低两种细胞棉酚诱导的自吞噬。我们的研究结果表明：棉酚能够诱导经典的Beclinl依赖的和非经典的Beclinl非依赖的细胞自吞噬。
另外，用吞噬抑制剂wortmannin或者敲减自噬基因的表达(Vps34，Beclinl和Atg5)都能够增强棉酚诱导的细胞凋亡。所以我们推论：棉酚能够诱导细胞发生自吞噬，而且这种自吞噬对细胞还具有一定的保护作用。
在本篇文章中，我们证明了棉酚能够诱导肿瘤细胞发生Beclinl依赖和非依赖的自吞噬。值得注意的是，我们还阐明了，用自吞噬的抑制剂和自吞噬必需基因的RNA干扰抑制自吞噬，能够促进棉酚诱导的肿瘤细胞的凋亡。说明棉酚诱导的自噬更多的是对肿瘤细胞起到了一定的保护作用。