细胞凋亡相关研究进展

ahooropeqiyoh

摘要：细胞凋亡（apoptosis）是机体正常细胞在受到生理和病理性刺激后出现的一种自发的死亡过程，是一个主动、高度有序、基因控制及一系列酶参与的过程。细胞凋亡在保证多细胞生物健康生存过程中扮演着关键角色，对个体的正常发育具有重要作用。它在多细胞生物的组织分化、器官发育、机体稳态的维持中有着重要的意义。近年来成为生物学领域中的最新课题之一， 从它产生之日起， 就在生物学和医学领域产生了重要影响并占有重要地位。
关键词：细胞凋亡；特征；检测方法；生物学意义
细胞凋亡（apoptosis）是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡，最早是1972年由Kerr教授根据形态学特征首先提出的。细胞凋亡与细胞坏死不同，细胞凋亡不是一件被动的过程，而是主动过程，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等作用。它并不是病理条件下，自体损伤的一种现象，而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程[1]。
一、细胞凋亡的特征
形态学观察细胞凋亡的变化是多阶段的， 细胞凋亡往往涉及单个细胞，即便是一小部分细胞也是非同步发生的[1-2]。首先出现的是细胞体积缩小，连接消失，与周围的细胞脱离，然后是细胞质密度增加，线粒体膜电位消失，通透性改变，释放细胞色素 C 到胞浆，核质浓缩，核膜核仁破碎，DNA 降解成为约180bp-200bp片段；胞膜有小泡状形成，膜内侧磷脂酰丝氨酸外翻到膜表面，胞膜结构仍然完整.
二、细胞凋亡的检测方法
1、电镜形态学观察。虽然光学显微镜下可以看见胞膜起泡现象和凋亡小体，但凋亡细胞的形态学变化大多发生在超微结构，因此用光镜观察难以令人满意。电镜形态学观察是迄今为止判断凋亡最经典、最可靠的方法，被认为是确定细胞凋亡的标准[3]。
但仍有缺点：（1）只能定性，不能定量；（2）标本处理过程复杂，设备相对昂贵，对检查者的技术水平要求较高，不适于大批标本检测；（3）在组织切片上进行电镜观察时，有时凋亡很难与正常细胞有丝分裂相鉴别，因为两种情况下都可出现染色质浓聚。如同时进行荧光染色，可弥补电镜检查的不足.
2、生化检测。生化检测最常见的方法是 ：（1）电泳 ：琼脂糖凝胶电泳，可以检测细胞凋亡时细胞内 DNA 出现特征性的 “梯子状”带纹；聚丙烯酰胺凝胶电泳，可以原位检测核酸内切酶的活性 。（2）流式细胞术：可以检测细胞凋亡在生化代谢及分子水平的表现 ，同时阐明凋亡细胞与细胞周期的关系，有较高的灵敏性[4]。
（3）原位缺口翻译法：用来检测凋亡细胞中DNA的断裂情况，这种方法耗时短，具有安全、快速、特异性强 、灵敏度高的特点。（4）末端脱氧核苷酸转移酶法：可以早期检出未发生形态改变的细胞凋亡。
三、细胞凋亡的生物学意义
细胞凋亡机制的研究在发育和衰老 、肿瘤细胞发生、神经系统发生，免疫系统发展中发挥重要作用，从而指导临床实践。
1、发育和衰老方面。哺乳动物的胚胎发生、发育和成熟过程中，构成组织的细胞生死交、细胞凋亡是保证个体发育成熟所必需。从生物学意义上讲，在胚胎发育过程中，通过细胞凋亡可清除对机体没有用处的细胞，如雄性动物的米勒氏管；尚可清除多余的发育不正常的结构细胞，如大脑中没有形成正确连接的神经元[5]。在成年机体中，通过细胞凋亡可清除衰老的细胞并代之新生的细胞，从而维持器官中细胞数量的稳定 ，如皮肤、粘膜细胞的更新；女性月经周期进行子宫内膜的脱落与更新[6-7]。
2、肿瘤学方面。组织自身稳定来源于细胞增殖和死亡之间的平衡，过量增殖和过少死亡都将导致细胞过度堆积，而各种引起凋亡和制止调亡的因素，特别是病毒因素是形成肿瘤的一个重要因素。众多病毒感染不只是转化细胞，而且还阻止细胞的凋亡 。例如 ； Bukitt’S淋巴瘤时凋亡障碍延长了细胞的半衰期 ，增加基因突变的机会，也与肿瘤细胞抗药性形成有关 ，因而 ，考虑治疗这类肿瘤时 ，需要涉及细胞凋亡 。另一方面 ，肿瘤细胞也存在凋亡现象 ，诱导肿瘤细胞凋亡是治疗的一条途径[8-9] 。
四、细胞凋亡的应用
实验证明p53基因失活可促使人类多种肿瘤的发生，P53 蛋白有潜在的抗细胞增殖作用，可以使细胞增殖停滞在G期。p 5 3在细胞生长过程中可能作为一种分子感受器，以一 种分子警察的身份监视细胞内D N A的状态，如果细胞D N A受损，p 5 3蛋白水平升高，以終止增殖，使受损细胞获得修复时间，如果受损D N A无法修复，则p 5 3蛋白持升高，引起细胞凋亡.当 P53 发生突变时，突变的p53蛋白不能引起细胞增殖的停止或细凋亡，细胞内受损或错配的D N A 就不能修复或清除，从而导致体内突变细胞增多，成 为长失控的癌细 胞前身。因 此将正常p53基因导入肿瘤细胞或拮抗异常p53基因的表达，恢复其正常功能己成为肿瘤基因治疗的新策略。
五、结语
细胞凋亡作为细胞死亡的概念，已不再是最初意义上的生物学概念。从它的整个演化过程不难看出，无论在生物学还是医学领域，细胞凋亡越来越受到重视，尤其是2002年度的诺贝尔生理或医學奖的颁发和第二届国际细胞凋亡学术研讨会的召开，更是细胞凋亡方面的研究给予了高度的评价和肯定。今后，随着细胞凋亡机制及其概念研究的深入、扩展与明确，必将在生物学与医学等领域产生更大的影响。
参考文献
[1] 彭黎明，江虹.细胞凋亡的检测.见：彭黎明，王曾礼，主编.细胞凋亡的基础与临床.北京：人民卫生出版社，2000.153 -218.
[2] 彭黎明.细胞凋亡检测的研究进展.中华医学检验杂志，2006，19：336-338.
[3] 彭黎明.六种细胞凋亡检测方法的比较.中华病理学杂志，2010，28： 55 -57.
[4] Peng L， Liu JJ. A novel method for quantitative analysis of apoptosis.Lab Invest， 1997， 77： 547-555.