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多种病因引起钙蛋白酶的异常激活可导致神经元死亡。钙蛋白酶对细胞骨架蛋白如脑血影蛋白、锚蛋白等的过度降解以及破坏溶酶体膜引起组织蛋白酶释放可使神经元发生坏死。钙蛋白酶可促进Caspase-3激活，并直接激活促凋亡蛋白Bax，抑制细胞内Bcl-2表达，引发神经元凋亡。对钙蛋白酶活性的抑制可能是预防和治疗多种神经系统疾病的重要途径。