李書恒

摘要：細(xì)胞凋亡（apoptosis）是機(jī)體正常細(xì)胞在受到生理和病理性刺激后出現(xiàn)的一種自發(fā)的死亡過程，是一個(gè)主動(dòng)、高度有序、基因控制及一系列酶參與的過程。細(xì)胞凋亡在保證多細(xì)胞生物健康生存過程中扮演著關(guān)鍵角色，對(duì)個(gè)體的正常發(fā)育具有重要作用。它在多細(xì)胞生物的組織分化、器官發(fā)育、機(jī)體穩(wěn)態(tài)的維持中有著重要的意義。近年來成為生物學(xué)領(lǐng)域中的最新課題之一， 從它產(chǎn)生之日起， 就在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生了重要影響并占有重要地位。

關(guān)鍵詞：細(xì)胞凋亡；特征；檢測(cè)方法；生物學(xué)意義

細(xì)胞凋亡（apoptosis）是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的細(xì)胞自主的有序的死亡，最早是1972年由Kerr教授根據(jù)形態(tài)學(xué)特征首先提出的。細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死不同，細(xì)胞凋亡不是一件被動(dòng)的過程，而是主動(dòng)過程，它涉及一系列基因的激活、表達(dá)以及調(diào)控等作用。它并不是病理?xiàng)l件下，自體損傷的一種現(xiàn)象，而是為更好地適應(yīng)生存環(huán)境而主動(dòng)爭(zhēng)取的一種死亡過程[1]。

一、細(xì)胞凋亡的特征

形態(tài)學(xué)觀察細(xì)胞凋亡的變化是多階段的， 細(xì)胞凋亡往往涉及單個(gè)細(xì)胞，即便是一小部分細(xì)胞也是非同步發(fā)生的[1-2]。首先出現(xiàn)的是細(xì)胞體積縮小，連接消失，與周圍的細(xì)胞脫離，然后是細(xì)胞質(zhì)密度增加，線粒體膜電位消失，通透性改變，釋放細(xì)胞色素 C 到胞漿，核質(zhì)濃縮，核膜核仁破碎，DNA 降解成為約180bp-200bp片段；胞膜有小泡狀形成，膜內(nèi)側(cè)磷脂酰絲氨酸外翻到膜表面，胞膜結(jié)構(gòu)仍然完整.

二、細(xì)胞凋亡的檢測(cè)方法

1、電鏡形態(tài)學(xué)觀察。雖然光學(xué)顯微鏡下可以看見胞膜起泡現(xiàn)象和凋亡小體，但凋亡細(xì)胞的形態(tài)學(xué)變化大多發(fā)生在超微結(jié)構(gòu)，因此用光鏡觀察難以令人滿意。電鏡形態(tài)學(xué)觀察是迄今為止判斷凋亡最經(jīng)典、最可靠的方法，被認(rèn)為是確定細(xì)胞凋亡的標(biāo)準(zhǔn)[3]。

但仍有缺點(diǎn)：（1）只能定性，不能定量；（2）標(biāo)本處理過程復(fù)雜，設(shè)備相對(duì)昂貴，對(duì)檢查者的技術(shù)水平要求較高，不適于大批標(biāo)本檢測(cè)；（3）在組織切片上進(jìn)行電鏡觀察時(shí)，有時(shí)凋亡很難與正常細(xì)胞有絲分裂相鑒別，因?yàn)閮煞N情況下都可出現(xiàn)染色質(zhì)濃聚。如同時(shí)進(jìn)行熒光染色，可彌補(bǔ)電鏡檢查的不足.

2、生化檢測(cè)。生化檢測(cè)最常見的方法是 ：（1）電泳 ：瓊脂糖凝膠電泳，可以檢測(cè)細(xì)胞凋亡時(shí)細(xì)胞內(nèi) DNA 出現(xiàn)特征性的 “梯子狀”帶紋；聚丙烯酰胺凝膠電泳，可以原位檢測(cè)核酸內(nèi)切酶的活性 。（2）流式細(xì)胞術(shù)：可以檢測(cè)細(xì)胞凋亡在生化代謝及分子水平的表現(xiàn) ，同時(shí)闡明凋亡細(xì)胞與細(xì)胞周期的關(guān)系，有較高的靈敏性[4]。

（3）原位缺口翻譯法：用來檢測(cè)凋亡細(xì)胞中DNA的斷裂情況，這種方法耗時(shí)短，具有安全、快速、特異性強(qiáng) 、靈敏度高的特點(diǎn)。（4）末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶法：可以早期檢出未發(fā)生形態(tài)改變的細(xì)胞凋亡。

三、細(xì)胞凋亡的生物學(xué)意義

細(xì)胞凋亡機(jī)制的研究在發(fā)育和衰老 、腫瘤細(xì)胞發(fā)生、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生，免疫系統(tǒng)發(fā)展中發(fā)揮重要作用，從而指導(dǎo)臨床實(shí)踐。

1、發(fā)育和衰老方面。哺乳動(dòng)物的胚胎發(fā)生、發(fā)育和成熟過程中，構(gòu)成組織的細(xì)胞生死交、細(xì)胞凋亡是保證個(gè)體發(fā)育成熟所必需。從生物學(xué)意義上講，在胚胎發(fā)育過程中，通過細(xì)胞凋亡可清除對(duì)機(jī)體沒有用處的細(xì)胞，如雄性動(dòng)物的米勒氏管；尚可清除多余的發(fā)育不正常的結(jié)構(gòu)細(xì)胞，如大腦中沒有形成正確連接的神經(jīng)元[5]。在成年機(jī)體中，通過細(xì)胞凋亡可清除衰老的細(xì)胞并代之新生的細(xì)胞，從而維持器官中細(xì)胞數(shù)量的穩(wěn)定 ，如皮膚、粘膜細(xì)胞的更新；女性月經(jīng)周期進(jìn)行子宮內(nèi)膜的脫落與更新[6-7]。

2、腫瘤學(xué)方面。組織自身穩(wěn)定來源于細(xì)胞增殖和死亡之間的平衡，過量增殖和過少死亡都將導(dǎo)致細(xì)胞過度堆積，而各種引起凋亡和制止調(diào)亡的因素，特別是病毒因素是形成腫瘤的一個(gè)重要因素。眾多病毒感染不只是轉(zhuǎn)化細(xì)胞，而且還阻止細(xì)胞的凋亡 。例如 ； BukittS淋巴瘤時(shí)凋亡障礙延長(zhǎng)了細(xì)胞的半衰期 ，增加基因突變的機(jī)會(huì)，也與腫瘤細(xì)胞抗藥性形成有關(guān) ，因而 ，考慮治療這類腫瘤時(shí) ，需要涉及細(xì)胞凋亡 。另一方面 ，腫瘤細(xì)胞也存在凋亡現(xiàn)象 ，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡是治療的一條途徑[8-9] 。

四、細(xì)胞凋亡的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)證明p53基因失活可促使人類多種腫瘤的發(fā)生，P53 蛋白有潛在的抗細(xì)胞增殖作用，可以使細(xì)胞增殖停滯在G期。p 5 3在細(xì)胞生長(zhǎng)過程中可能作為一種分子感受器，以一 種分子警察的身份監(jiān)視細(xì)胞內(nèi)D N A的狀態(tài)，如果細(xì)胞D N A受損，p 5 3蛋白水平升高，以終止增殖，使受損細(xì)胞獲得修復(fù)時(shí)間，如果受損D N A無(wú)法修復(fù)，則p 5 3蛋白持升高，引起細(xì)胞凋亡.當(dāng) P53 發(fā)生突變時(shí)，突變的p53蛋白不能引起細(xì)胞增殖的停止或細(xì)凋亡，細(xì)胞內(nèi)受損或錯(cuò)配的D N A 就不能修復(fù)或清除，從而導(dǎo)致體內(nèi)突變細(xì)胞增多，成 為長(zhǎng)失控的癌細(xì) 胞前身。因 此將正常p53基因?qū)肽[瘤細(xì)胞或拮抗異常p53基因的表達(dá)，恢復(fù)其正常功能己成為腫瘤基因治療的新策略。

五、結(jié)語(yǔ)

細(xì)胞凋亡作為細(xì)胞死亡的概念，已不再是最初意義上的生物學(xué)概念。從它的整個(gè)演化過程不難看出，無(wú)論在生物學(xué)還是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，細(xì)胞凋亡越來越受到重視，尤其是2002年度的諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的頒發(fā)和第二屆國(guó)際細(xì)胞凋亡學(xué)術(shù)研討會(huì)的召開，更是細(xì)胞凋亡方面的研究給予了高度的評(píng)價(jià)和肯定。今后，隨著細(xì)胞凋亡機(jī)制及其概念研究的深入、擴(kuò)展與明確，必將在生物學(xué)與醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域產(chǎn)生更大的影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 彭黎明，江虹.細(xì)胞凋亡的檢測(cè).見：彭黎明，王曾禮，主編.細(xì)胞凋亡的基礎(chǔ)與臨床.北京：人民衛(wèi)生出版社，2000.153 -218.

[2] 彭黎明.細(xì)胞凋亡檢測(cè)的研究進(jìn)展.中華醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)雜志，2006，19：336-338.

[3] 彭黎明.六種細(xì)胞凋亡檢測(cè)方法的比較.中華病理學(xué)雜志，2010，28： 55 -57.

[4] Peng L， Liu JJ. A novel method for quantitative analysis of apoptosis.Lab Invest， 1997， 77： 547-555.