細(xì)胞凋亡
死亡是生命的普遍現(xiàn)象,但細(xì)胞死亡并非與機(jī)體死亡同步。正常的組織中,經(jīng)常發(fā)生“正常”的細(xì)胞死亡,它是維持組織機(jī)能和形態(tài)所必需的。
一、細(xì)胞死亡的方式
細(xì)胞死亡的方式通常有3種:即①細(xì)胞壞死。②細(xì)胞凋亡。③細(xì)胞程序性死亡。
(一)、細(xì)胞壞死
是細(xì)胞受到急性強(qiáng)力傷害時(shí)立即出現(xiàn)的早期反應(yīng)。包括胞膜直接破壞,大量水進(jìn)入細(xì)胞,線粒體外膜腫脹而密度增加。核染色質(zhì)呈絮狀,蛋白質(zhì)合成減慢。如及時(shí)去除傷害因素,以上早期反應(yīng)尚可逆轉(zhuǎn)。若傷害外因持續(xù)存在,則發(fā)生不可逆的變化。Ca2+升高、引起一系列變化,如細(xì)胞骨架破壞,溶酶體釋放,PH下降,zui后細(xì)胞膜和細(xì)胞器破裂,DNA降解,細(xì)胞內(nèi)容物流出,引起周圍組織炎癥反應(yīng).
(二)、細(xì)胞凋亡
(cell apoptosis)是借用古希臘語(yǔ),表時(shí)細(xì)胞象秋天的樹葉一樣凋落的死亡方式。1972年Kerr zui先提出這一概念,他發(fā)現(xiàn)結(jié)扎大鼠肝的左,中葉門靜脈后,其周圍細(xì)胞發(fā)生缺血性壞死,但由肝動(dòng)脈供應(yīng)區(qū)的實(shí)質(zhì)細(xì)胞仍存活,只是范圍逐漸縮小,其間一些細(xì)胞不斷轉(zhuǎn)變成細(xì)胞質(zhì)小塊,不伴有炎癥,后在正常鼠肝中也偶然見(jiàn)到這一現(xiàn)象。與細(xì)胞壞死的區(qū)別是:①染色質(zhì)聚集、分塊、位于核膜上,胞質(zhì)凝縮,zui后核斷裂,細(xì)胞通過(guò)出芽的方式形成許多凋亡小體(圖15-8);②凋亡小體內(nèi)有結(jié)構(gòu)完整的細(xì)胞器,還有凝縮的染色體,可被鄰近細(xì)胞吞噬消化,因始終有膜封閉,沒(méi)有內(nèi)溶物釋放,故不會(huì)引起炎癥;③線粒體無(wú)變化,溶酶體活性不增加;④內(nèi)切酶活化,DNA有控降解,凝膠電泳圖譜呈梯狀;⑤凋亡通常是生理性變化,而細(xì)胞壞死是病理性變化。
在一詞出現(xiàn)之前,胚胎學(xué)家已觀察到動(dòng)物發(fā)育過(guò)程中存在著細(xì)胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)現(xiàn)象,近年來(lái)PCD和常被做為同義詞使用,但兩者實(shí)質(zhì)上是有差異的 。首先,PCD是一個(gè)功能性概念,描述在一個(gè)多細(xì)胞生物體中,某些細(xì)胞的死亡是個(gè)體發(fā)育中一個(gè)預(yù)定的,并受到嚴(yán)格控制的正常組成部分 ,而凋亡是一個(gè)形態(tài)學(xué)概念,指與細(xì)胞壞死不同的受到基因控制的細(xì)胞死亡形式;其次,PCD的zui終結(jié)果是,但并非都是程序化的。
線蟲Caenorhabditis elegans 是研究個(gè)體發(fā)育和細(xì)胞程序性死亡的理想材料。其生命周期短,細(xì)胞數(shù)量少,成熟的成蟲若是雌雄同體則有959個(gè)體細(xì)胞,約2000個(gè)生殖細(xì)胞。若是雄蟲則有1031個(gè)體細(xì)胞和約1000個(gè)生殖細(xì)胞。神經(jīng)系統(tǒng)由302個(gè)細(xì)胞組成。這些細(xì)胞來(lái)自于407個(gè)前體細(xì)胞。這些前體細(xì)胞中有105個(gè)發(fā)生了程序死亡。控制線蟲的基因主要有3個(gè)Ced-3、Ced-4和Ced-9,Ced-3和 Ced-4的作用是誘發(fā)凋亡。在缺乏Ced-3、Ced-4的突變體中不發(fā)生凋亡。有多余細(xì)胞存在。Ced-9抑制Ced-3、Ced-4的作用。使凋亡不能發(fā)生、Ced-9功能不足導(dǎo)致胚胎因細(xì)胞過(guò)度凋亡而死亡。
2002年10月7日英國(guó)人悉尼·布雷諾爾、美國(guó)人羅伯特·霍維茨和英國(guó)人約翰·蘇爾斯頓,因在器官發(fā)育的遺傳調(diào)控和細(xì)胞程序性死亡方面的研究獲諾貝爾諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。