细胞凋亡是细胞的一种基本生物学现象,在多细胞生物去除不需要的或异常的细胞中起着必要的作用。它在生物体的进化、内环境的稳定、系统的发育以及诸多疾病治疗中起着重要的作用。细胞凋亡是多基因严格控制的程序性死亡过程。这些基因在种属之间非常保守,如Bcl-2家族、caspase家族、癌基因如C-myc、抑癌基因P53等。凋亡过程的紊乱可能与许多疾病的发生有直接或间接的关系。如肿瘤、自身免疫性疾病等。随着分子生物学技术的发展对多种细胞凋亡的过程有了相当的认识,但是迄今为止凋亡过程确切机制尚不完全清楚。Bim是Bcl-2蛋白家族中一种十分重要的BH3-only蛋白,在细胞凋亡中起着至关重要的作用。Bim蛋白的转录活化途径存在着十分复杂的机制。目前,关于Bim在细胞凋亡中的活化和作用机制以及相关信号通路还不是很清楚。因此,对于Bim蛋白在凋亡中的作用机制及相关信号通路的研究有着十分重要的意义。在本论文中,我们基于FERT、荧光成像等先进实验手段,在无损的、活细胞生理条件下,实时、直观、可视地研究Bim蛋白在紫外照射中的转位,活化调节以及Bim蛋白与下游Bax,Bcl-xL之间的相互作用机制,同时研究了Bim上游转录因子FOXO3a活化的相关信号通路。主要实验结果如下:　　 在第一部分的实验工作中,我们首先在活细胞中应用共聚焦荧光成像,FRET通过RNAi干扰实验验证BimL在紫外照射刺激诱导凋亡中的重要作用以及明确论证其对Bax激活的重要性。同时,利用FRET和免疫共沉淀实验证明:(1)BimL通过间接途径接激活下游蛋白Bax；(2)Bcl-xL直接结合并且抑制Bax的活化；(3)在此过程中,Bax和Bcl-xL的相互作用会随着Bim与Bcl-xL相互作用的的加强逐渐减弱。本章在对Bim参与紫外诱导的人肺腺癌ASTC-a-1细胞凋亡的机制研究中取得初步的进展,并对紫外照射诱导ASTC-a-1细胞凋亡的后续研究奠定了良好的基础。　　 在第二部分实验工作中,为了进一步弄清Bim在紫外照射条件下的活化机制,接下来我们采用基因质粒转染技术,并首次利用光漂白技术对Bim上游转录因子FOXO3a在细胞内的定位以及活化机制进行了研究。我们首先通过共聚焦荧光成像,荧光漂白恢复技术(FRAP)来检测FOXO转录因子在细胞内的亚细胞定位情况。FOXO转录因子在紫外照射刺激下,从细胞质逐渐转为到细胞核中定位。进一步通过RNA干扰技术,蛋白质免疫印记分析技术研究紫外照射刺激下FOXO亚细胞定位的调控机制。我们的实验结果表明:(1)在紫外照射刺激下,JNK被磷酸化激活,导致细胞中FOXO3a蛋白磷酸化水平升高,并且发生向细胞核的转位；(2)运用相关抑制剂抑制细胞内ERK和Akt激酶的活性水平后,FOXO3a蛋白磷酸化水平也会相应的升高,并且发生向细胞核的转位；(3)在进行紫外照射处理后,细胞内JNK磷酸化激活后,抑制了细胞内ERK和Akt激酶的活性,从而导致FOXO3a的磷酸化水平下调,从细胞质中转位到细胞核。FOXO的入核和活化又进一步促进了细胞内Bim蛋白的转录。本论文不仅首次利用FERT技术在单个活细胞内实时监测Bim蛋白与下游Bax,Bcl-xL之间的相互作用机制,同时首次利用光漂白技术对Bim上游转录因子FOXO3a的活化机制和相关信号通路进行了深入的研究。我们这些研究结果为将来进一步的研究紫外照射诱导的Bim参与的细胞凋亡以及FOXO参与的老化肿瘤发生机制提供十分重要的理论基础。