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周   期: 半月刊

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细胞凋亡概述

发布时间:2020-05-07 阅读数:78

摘 要 細胞凋亡是在基因的调控下进行的细胞程序化死亡。细胞凋亡对生物生长发育、伤口愈合等过程具有至关重要的意义。本文将从细胞凋亡的过程及机理对细胞凋亡进行简单介绍。

关键词 细胞凋亡 凋亡机理

中图分类号:R730文献标识码:A

1细胞凋亡的概念

细胞凋亡这一概念最早在1972年由J.F.R.Kerr等人在研究组织变化时提出的(Kerr J F R等,1972)。细胞凋亡又称为细胞程序化死亡,是指细胞受到特定的细胞内信号或细胞外信号的诱导刺激,激活下游的死亡途径,在基因的调控下进行的一系列的细胞死亡过程。

2细胞凋亡的过程及标志

2.1细胞凋亡过程及形态的改变

根据细胞凋亡过程中的形态学特征变化,将细胞凋亡分为3个过程:

(1)凋亡起始阶段:细胞表面特化结构消失;内质网囊腔肿胀变大,线粒体膨大;细胞骨架结构紊乱;染色质凝缩分布在核膜一侧或周围;胞质出现大小不均的空泡。

(2)凋亡小体形成阶段:染色质进一步凝缩并断裂为大小不均一的片段,DNA发生断裂,细胞核解体,细胞质膜或内质网膜包裹着断裂的DNA和破碎的细胞器通形成许多球形小泡,这些有膜包围的小泡被称为凋亡小体(Kerr J F R等,1994)。

(3)吞噬清除阶段:凋亡小体形成后,被巨噬细胞和邻近的细胞识别并吞噬消化(Nagata S等,1995)。

2.2细胞凋亡的生物化学变化

细胞凋亡时不仅发生明显的形态变化,同时也伴随着许多生物化学变化的发生。比较明显的生物化学变化有以下几种:

(1)细胞质膜上磷脂酰丝氨酸翻转。

(2)线粒体内膜丧失膜电位。

(3)DNA被随机切成大小不均一的片段。

(4)凋亡相关蛋白的激活:包括Bcl-2家族蛋白、细胞色素c、Caspase家族蛋白等凋亡相关蛋白的激活(Adams J M等,1998)。

3细胞凋亡的机理和途径

细胞凋亡的诱导和执行需要一系列分子的配合,包括信号分子,受体,酶和基因调节蛋白。其中,胱天蛋白酶(Caspase)在蛋白质水解酶级联凋亡途径过程中起到至关重要的作用。根据胱天蛋白酶是否参与细胞凋亡过程中将细胞凋亡分为两大类:胱天蛋白酶依赖性细胞凋亡和胱天蛋白酶非依赖性细胞凋亡,而胱天蛋白酶依赖性细胞凋亡又细分为外源途径、内源途径和内质网途径。

3.1外源途径(死亡受体途径)

死亡配体是一类由细胞分泌的可以引起细胞凋亡的细胞外信号蛋白,它能与靶细胞表面的死亡受体结合,启动细胞凋亡的外源途径。死亡受体是一种穿膜蛋白,由配体结合域、穿膜域和效应域三部分组成,属于肿瘤坏死因子家族,包括TNF受体和Fas死亡受体。

3.2内源途径(线粒体途径)

线粒体是细胞的动力工厂,为细胞正常的代谢提供能量。同时线粒体也与细胞凋亡过程密切相关,当受到损伤和胁迫时,会促使线粒体向细胞质溶质中释放凋亡相关因子,如细胞色素c、AIF,激活内源途径细胞凋亡。

3.3内质网途径

内质网维持着细胞内Ca2+的动态平衡,当细胞发生凋亡时,Ca2+的动态平衡被打破,位于内质网膜上的Caspase-12被激活,导致细胞凋亡。

4胱天蛋白酶非依赖性凋亡

位于线粒体内膜的凋亡诱导因子AIF被释放到细胞质溶质中可以进入到细胞核内诱导DNA大片段断裂和染色体聚集诱发细胞凋亡(Cande C,2002)。

作者简介:金宏坤,1994年3月15日出生,男,辽宁省沈阳市人,中国海洋大学海洋生命学院研究生在读,细胞生物学专业,研究方向:细胞生物学。

参考文献

[1] Kerr,J.F.&A.H.Wyllie&A.R.Currie.Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide-ranging implications in tissue kinetics[J].Br J Cancer, 1972,26(04):239.

[2] Kerr,J.F.R.&C.MWinterford&B.V.Harmon.Apoptosis. Its significance in cancer and cancer therapy[J].Caner, 1994, 73(08):2013-2026.

[3] Nagata,S&P.Gotstein.The fas death fctor[J].Science, 1995(267):1449.

[4] Adams,J.M&S.Cory.The Bcl‐2 protein family: arbiters of cell survival[J].Science,1998(281):1322–1326.

[5] Cande,C.Apoptosis-inducing factor (AIF): key to the conserved caspase-independent pathways of cell death[J].Journal of Cell Science, 2002, 115(24):4727-4734.


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