細胞凋亡詳解-附過程示意圖

細胞凋亡細胞凋亡(apoptosis)指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的細胞自主的有序的死亡。細胞凋亡與細胞壞死不同，細胞凋亡不是一件被動的過程，而是主動過程，它涉及一系列基因的激活、表達以及調(diào)控等的作用，它并不是病理條件下，自體損傷的一種現(xiàn)象，而是為更好地適應(yīng)生存環(huán)境而主動爭取的一種死亡過程中文名細胞凋亡夕卜文名ApoptosisApoptosis美[i^pop'toosiz]n.程序性細胞死亡，細胞凋落，細胞凋亡atypeofcelldeathinwhichthecellusesspecializedcellularmachinerytokillitself人體內(nèi)的細胞注定是要死亡的，有些死亡是生理性的，有些死亡則是病理性的，有關(guān)細胞死亡過程的研究，已成為生物學(xué)、醫(yī)學(xué)研究的一個熱點。人們已經(jīng)知道細胞的死亡起碼有兩種方式，即細胞壞死與細胞凋亡(apoptosis)。細胞壞死是早已被認識到的一種細胞死亡方式，而細胞凋亡則是逐漸被認識的一種細胞死亡方式。細胞凋亡是細胞

的一種基本生物學(xué)現(xiàn)象，在多細胞生物去除不需要的或異常的細胞中起著必要的作用。它在生物體的進化、內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定以及多個系統(tǒng)的發(fā)育中起著重要的作用。細胞凋亡不僅是一種特殊的細胞死亡類型，而且具有重要的生物學(xué)意義及復(fù)雜的分子生物學(xué)機制。凋亡是多基因嚴格控制的過程。這些基因在種屬之間非常保守如Bcl-2家族.caspase家族.ffiSS如。皿買、抑癌基因P53等，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展對多種細胞凋亡的過程有了相當(dāng)?shù)恼J識，但是迄今為止凋亡過程確切機制尚不完全清楚。而凋亡過程的紊亂可能與許多疾病的發(fā)生有直接或間接的關(guān)系。如腫瘤、自身免疫性疾病等，能夠誘發(fā)細胞凋亡的因素很多，如射線、藥物等。人的部分生理結(jié)構(gòu)屬于自然凋亡，如人的有尾階段，尾部在發(fā)育過程中自動凋亡。研究歷史凋亡概念的形成1965年澳大利亞科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，結(jié)扎鼠門靜脈后，電鏡觀察到肝實質(zhì)組織中有一些散在的死亡細胞，這些細胞的溶酶體并未被破壞，顯然不同于細胞壞死。這些細胞體積收縮、染色質(zhì)凝集，從其周圍的組織中脫落并被吞噬，機體無炎癥反應(yīng)。1972年Kerr等三位科學(xué)家首次提出了細胞凋亡的概念，宣告了對細胞凋亡的真正探索的開始，在此之前，關(guān)于胚胎發(fā)育生物學(xué)、免疫系統(tǒng)的研究，肝細胞死亡的研究都為這一概念的提出奠定了基礎(chǔ)。2.細胞凋亡的形態(tài)學(xué)及生物化學(xué)研究階段（1972-1987）。1） 利用光鏡和電鏡對形態(tài)學(xué)特征進行了詳細的研究。2） 染色體DNA的降解：細胞凋亡的一個顯著特征就是細胞染色質(zhì)的DNA降解，凋亡時DNA的斷片大小規(guī)律是200bp的整數(shù)倍。3） RNA/蛋白質(zhì)大分子的合成。4） 鈣離子變化，細胞內(nèi)鈣離子濃度的升高是細胞發(fā)生凋亡的一個重要條件。5） 內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶：細胞發(fā)生凋亡是需要這種核酸內(nèi)切酶參與的。3.細胞凋亡的分子生物學(xué)研究階段。1）與細胞凋亡的相關(guān)基因及調(diào)控。2）細胞凋亡的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。

3）與細胞凋亡的各種分子及其相互作用及相互關(guān)系。4.細胞凋亡的臨床應(yīng)用基礎(chǔ)研究階段細胞凋亡的研究，其生命力在于最終能夠有利于疾病機制的闡明，以及新療法的探索及問世。細胞凋亡與程序性死亡其實從嚴格的詞學(xué)意義上來說，細胞程序性死亡（PCD）與細胞凋亡是有很大區(qū)別的。細胞程序性死亡的概念是1956年提出的，PCD是個功能性概念，描述在一個多細胞生物體中某些細胞死亡是個體發(fā)育中的一個預(yù)定的，并受到嚴格程序控制的正常組成部分。例如蝌蚪變成青蛙，其變態(tài)過程中尾部的消失伴隨大量細胞死亡，高等哺乳類動物指間蹼的消失、顎融合、視網(wǎng)膜發(fā)育以及免疫系統(tǒng)的正常發(fā)育都必須有細胞死亡的參與。這些形形色色的在機體發(fā)育過程中出現(xiàn)的細胞死亡有一個共同特征：即散在的、逐個地從正常組織中死亡和消失，機體無炎癥反應(yīng)，而且對整個機體的發(fā)育是有利和必須的。因此認為動物發(fā)育過程中存在的細胞程序性死亡是一個發(fā)育學(xué)概念，而細胞凋亡則是一個形態(tài)學(xué)的概念，描述一件有著一整套形態(tài)學(xué)特征的與壞死完全不同的細胞死亡形式。但是一般認為凋亡和程序性死亡兩個概念可以交互使用，具有同等意義。細胞凋亡與壞死的區(qū)別雖然凋亡與壞死的最終結(jié)果極為相似，但它們的過程與表現(xiàn)卻有很大差別。Necrosis英[ndkr。。sis] 美[ndkrousis]n.（器官或組織細胞的）壞死thedeathofmostorallofthecellsinanorganortissuecausedbyinjury,disease,oralossofbloodsupply壞死（necrosis）:壞死是細胞受到強烈理化或生物因素作用引起細胞無序變化的死亡過程。表現(xiàn)為細胞脹大，胞膜破裂，細胞內(nèi)容物外溢，核變化較慢，DNAB解不充分,引起局部嚴重的炎癥反應(yīng)凋亡是細胞對環(huán)境的生理性病理性刺激信號，環(huán)境條件的變化或緩和性損傷產(chǎn)生的應(yīng)答有序變化的死亡過程。其細胞及組織的變化與壞死有明顯的不同。過程1、凋亡起始

2、凋亡小體形成3、凋亡小體逐漸被鄰近的細胞或體內(nèi)吞噬細胞所吞噬，凋亡細胞的殘余物質(zhì)被消化后重新利用。形態(tài)學(xué)變化形態(tài)學(xué)觀察細胞凋亡的變化是多階段的，細胞凋亡往往涉及單個細胞，即便是一小部分細胞也是非同步發(fā)生的。首先出現(xiàn)的是細胞體積縮小，連接消失，與周圍的細胞脫離，然后是細胞質(zhì)密度增加，線粒體膜電位消失，通透性改變，釋放細胞色素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，最終可將凋亡細胞遺骸分割包裹為幾個凋亡小體，無內(nèi)容物外溢，因此不引起周圍的炎癥反應(yīng)，凋亡小體可迅速被周圍專職或非專職吞噬細胞吞噬。過程機理細胞凋亡的過程大致可分為以下幾個階段：接受凋亡信號一凋亡調(diào)控分子間的相互作用一蛋白水解酶的活化（Caspase）一進入連續(xù)反應(yīng)過程啟動階段細胞凋亡的啟動是細胞在感受到相應(yīng)的信號刺激后胞內(nèi)一系列控制開關(guān)的開啟或關(guān)閉，不同的外界因素啟動凋亡的方式不同，所引起的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)也不相同，客觀上說對細胞凋亡過程中信號傳遞系統(tǒng)的認識還是不全面的，比較清楚的通路主要有：1）細胞凋亡的膜受體通路：各種外界因素是細胞凋亡的啟動劑，它們可以通過不同的信號傳遞系統(tǒng)傳遞凋亡信號，引起細胞凋亡，我們以Fas-FasL為例：Fas是一種跨膜蛋白，屬于腫瘤壞死因子受體超家族成員，它與FasL結(jié)合可以啟動凋亡信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)引起細胞凋亡。它的活化包括一系列步驟：首先配體誘導(dǎo)受體三聚體化，然后在細胞膜上形成凋亡誘導(dǎo)復(fù)合物，這個復(fù)合物中包括帶有死亡結(jié)構(gòu)域的Fas相關(guān)蛋白FADD。Fas又稱CD95，是由325個氨基酸組成的受體分子，F(xiàn)as-旦和配體FasL結(jié)合，可通過Fas分子啟動致死性信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，最終引起細胞一系列特征性變化，使細胞死亡。Fas作為一種普遍表達的受體分子，可出現(xiàn)于多種細胞表面，但FasL的表達卻有其特點，通常只出現(xiàn)于活化的T細胞和NK細胞，因而已被活化的殺傷性免疫細胞，往往能夠最有效地以凋亡途徑置靶細胞于死地。Fas分子胞內(nèi)段帶有特殊的死亡結(jié)構(gòu)域（DD,deathdomain）。三聚化的Fas和FasL結(jié)合后，使三個Fas分子的死亡結(jié)構(gòu)域相聚成簇，吸引了胞漿中

另一種帶有相同死亡結(jié)構(gòu)域的蛋白FADD。FADD是死亡信號轉(zhuǎn)錄中的一個連接蛋白，它由兩部分組成：C端（DD結(jié)構(gòu)域）和N端（DED）部分。DD結(jié)構(gòu)域負責(zé)和Fas分子胞內(nèi)段上的DD結(jié)構(gòu)域結(jié)合，該蛋白再以DED連接另一個帶有DED的后續(xù)成分，由此引起N段DED隨即與無活性的半胱氨酸蛋白酶8（caspase8）酶原發(fā)生同嗜性交聯(lián)，聚合多個caspase8的分子，caspase8分子遂由單鏈酶原轉(zhuǎn)成有活性的雙鏈蛋白，進而引起隨后的級聯(lián)反應(yīng)，即Caspases，后者作為酶原而被激活，引起下面的級聯(lián)反應(yīng)。細胞發(fā)生凋亡。因而TNF誘導(dǎo)的細胞凋亡途徑與此類似2）細胞色素C釋放和Caspases激活的生物化學(xué)途徑線粒體是細胞生命活動控制中心，它不僅是細胞呼吸鏈和氧化磷酸化的中心，而且是細胞凋亡調(diào)控中心。實驗表明了細胞色素C從線粒體釋放是細胞凋亡的關(guān)鍵步驟。釋放到細胞漿的細胞色素C在dATP存在的條件下能與凋亡相關(guān)因子1（Apaf-1）結(jié)合，使其形成多聚體，并促使caspase-9與其結(jié)合形成凋亡小體，caspase-9被激活，被激活的caspase-9能激活其它的caspase如caspase-3等，從而誘導(dǎo)細胞凋亡。此外，線粒體還釋放凋亡誘導(dǎo)因子，如AIF，參與激活caspase。可見，細胞凋亡小體的相關(guān)組份存在于正常細胞的不同部位。促凋亡因子能誘導(dǎo)細胞色素C釋放和凋亡小體的形成。很顯然，細胞色素C從線粒體釋放的調(diào)節(jié)是細胞凋亡分子機理研究的關(guān)鍵問題。多數(shù)凋亡刺激因子通過線粒體激活細胞凋亡途經(jīng)。有人認為受體介導(dǎo)的凋亡途經(jīng)也有細胞色素C從線粒體的釋放。如對Fas應(yīng)答的細胞中，一類細胞（type1）中含有足夠的胱解酶8（caspase8）可被死亡受體活化從而導(dǎo)致細胞凋亡。在這類細胞中高表達Bcl-2并不能抑制Fas誘導(dǎo)的細胞凋亡。在另一類細胞（type2）如肝細胞中，F(xiàn)as受體介導(dǎo)的胱解酶8活化不能達到很高的水平。因此這類細胞中的凋亡信號需要借助凋亡的線粒體途經(jīng)來放大而Bid--一種僅含有BH3結(jié)構(gòu)域的Bcl-2家族蛋白是將凋亡信號從胱解酶8向線粒體傳遞的信使。執(zhí)彳亍盡管凋亡過程的詳細機制尚不完全清楚，但是已經(jīng)確定Caspase即半胱天冬蛋白酶在凋亡過程中是起著必不可少的作用，細胞凋亡的過程實際上是Caspase不可逆有限水解底物的級聯(lián)放大反應(yīng)過程，到目前為止，至少已有14種Caspase被發(fā)現(xiàn)，Caspase分子間的同源性很高，結(jié)構(gòu)相似，都是半胱氨酸家族蛋白酶，根據(jù)功能可把Caspase基本分為二類：一類參與細胞的加工，如Pro-IL-邛和Pro-IL-16，形成有活性的IL-邛和IL-16;第二類參與細胞凋亡，包括caspase2,3,6,7,8,9.10。Caspase家族一般具有以下特征：1）C端同源區(qū)存在半胱氨酸激活位點，此激活位點結(jié)構(gòu)域為QACR/QG。

通常以酶原的形式存在，相對分子質(zhì)量29000-49000(29-49KD)，在受到激活后其內(nèi)部保守的天冬氨酸殘基經(jīng)水解形成大(P20)小(P10)兩個亞單位，并進而形成兩兩組成的有活性的四聚體，其中，每個P20/P10異二聚體可來源于同一前體分子也可來源于兩個不同的前體分子。末端具有一個小的或大的原結(jié)構(gòu)域。參與誘導(dǎo)凋亡的Caspase分成兩大類：啟動酶(inititaor)和效應(yīng)酶(effector)它們分別在死亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的上游和下游發(fā)揮作用。Caspase活化機制Caspase的活化是有順序的多步水解的過程，Caspase分子各異，但是它們活化的過程相似。首先在caspase前體的N-端前肽和大亞基之間的特定位點被水解去除N-端前肽，然后再在大小亞基之間切割釋放大小亞基，由大亞基和小亞基組成異源二聚體，再由兩個二聚體形成有活性的四聚體。去除N-端前肽是Caspase的活化的第一步，也是必須的，但是Caspase-9的活化不需要去除N-端前肽，Caspase活化基本有兩種機制，即同源活化和異源活化，這兩種活化方式密切相關(guān)，一般來說后者是前者的結(jié)果，發(fā)生同源活化的Caspase又被稱為啟動caspase(initiatorcaspase)，包括caspase-8,-10,-9，誘導(dǎo)凋亡后，起始Caspase通過adaptor被募集到特定的起始活化復(fù)合體，形成同源二聚體構(gòu)像改變，導(dǎo)致同源分子之間的酶切而自身活化，通常caspase-8,10,2介導(dǎo)死亡受體通路的細胞凋亡，分別被募集到Fas和TNFR1死亡受體復(fù)合物，而Caspase-9參與線粒體通路的細胞凋亡，則被募集到Cytc/dATP/Apaf-1組成的凋亡體(apoptosome)。同源活化是細胞凋亡過程中最早發(fā)生的capases水解活化事件，啟動Caspase活化后，即開啟細胞內(nèi)的死亡程序，通過異源活化方式水解下游Caspase將凋亡信號放大，同時將死亡信號向下傳遞。異源活化(hetero-activation)即由一種caspase活化另一種caspase是凋亡蛋白酶的酶原被活化的經(jīng)典途徑。被異源活化的Caspase又稱為執(zhí)行caspase(executionercaspase)，包括Caspase-3,-6,-7。執(zhí)行Caspase不象啟動Caspase，不能被募集到或結(jié)合起始活化復(fù)合體，它們必須依賴啟動Caspase才能活化。Caspase效應(yīng)機制凋亡細胞的特征性表現(xiàn)，包括DNA裂解為200bp左右的片段，染色質(zhì)濃縮，細胞膜活化，細胞皺縮，最后形成由細胞膜包裹的凋亡小體，然后，這些凋亡小體被其他細胞所吞噬，這一過程大約經(jīng)歷30-60分鐘，Caspase弓|起上述細胞凋亡相關(guān)變化的全過程尚不完全清楚，但至少包括以下三種機制：

凋亡抑制物正?；罴毎驗楹怂崦柑幱跓o活性狀態(tài)，而不出現(xiàn)DNA斷裂，這是由于核酸酶和抑制物結(jié)合在一起，如果抑制物被破壞，核酸酶即可激活，引起DNA片段化(fragmentation)。現(xiàn)知caspase可以裂解這種抑制物而激活核酸酶，因而把這種酶稱為Caspase激活的脫氧核糖核酸酶(caspase-activateddeoxyribonucleaseCAD)，而把它的抑制物稱為ICAD。因而，在正常情況下，CAD不顯示活性是因為CAD-ICAD，以一種無活性的復(fù)合物形式存在。ICAD一旦被Caspase水解，即賦予CAD以核酸酶活性，DNA片段化即產(chǎn)生，有意義的是CAD只在ICAD存在時才能合成并顯示活性，提示CAD-ICAD以一種共轉(zhuǎn)錄方式存在，因而ICAD對CAD的活化與抑制卻是必需要的。破壞細胞結(jié)構(gòu)Caspase可直接破壞細胞結(jié)構(gòu)，如裂解核纖層，核纖層(Lamina)是由核纖層蛋白通過聚合作用而連成頭尾相接的多聚體，由此形成核膜的骨架結(jié)構(gòu)，使染色質(zhì)(chromatin)得以形成并進行正常的排列。在細胞發(fā)生凋亡時，核纖層蛋白作為底物被Caspase在一個近中部的固定部位所裂解，從而使核纖層蛋白崩解，導(dǎo)致細胞染色質(zhì)的固縮。調(diào)節(jié)蛋白功能Caspase可作用于幾種與細胞骨架調(diào)節(jié)有關(guān)的酶或蛋白，改變細胞結(jié)構(gòu)。其中包括凝膠原蛋白(gelsin)、聚合粘附激酶(focaladhesionkinase,FAK)、P21活化激酶a(PAKa)等。這些蛋白的裂解導(dǎo)致其活性下降。如Caspase可裂解凝膠原蛋白而產(chǎn)生片段，使之不能通過肌動蛋白(actin)纖維來調(diào)節(jié)細胞骨架。除此之外，Caspase還能滅活或下調(diào)與DNA修復(fù)有關(guān)的酶、mRNA剪切蛋白和DNA交聯(lián)蛋白。由于DNA的作用，這些蛋白功能被抑制，使細胞的增殖與復(fù)制受阻并發(fā)生凋亡。所有這些都表明Caspase以一種有條不紊的方式進行"破壞"，它們切斷細胞與周圍的聯(lián)系，拆散細胞骨架，阻斷細胞DNA復(fù)制和修復(fù)，干擾mRNA剪切，損傷DNA與核結(jié)構(gòu)，誘導(dǎo)細胞表達可被其他的細胞吞噬的信號，并進一步使之降解為凋亡小體。調(diào)節(jié)細胞凋亡受到嚴格調(diào)控，在正常細胞Caspase處于非活化的酶原狀態(tài)，凋亡程序一旦開始，Caspase被活經(jīng)隨后發(fā)生凋亡蛋白酶的層疊級聯(lián)反應(yīng)，發(fā)生不可逆的凋亡一一細胞調(diào)節(jié)細胞凋亡的舉例如下。凋亡抑制分子迄今為止，人類已發(fā)現(xiàn)多種凋亡抑制分子，包括P53,CrmA,IAPs,FLIPs以及Bcl-2家族的凋亡抑制分子

P35和CrmA是廣譜凋亡抑制劑，體外研究結(jié)果表明P35以競爭性結(jié)合方式與靶分子形成穩(wěn)定的具有空間位阻效應(yīng)的復(fù)合體并且抑制Caspases活性同時P53在位點DMQDG被靶Caspases特異切割切割后的P35與caspase的結(jié)合更強，CrmA(CytokineresponsemodferA)是血清蛋白酶抑制劑，能夠直接抑制多種蛋白酶的活性，但還未發(fā)現(xiàn)在哺乳動物中發(fā)現(xiàn)P35和CrmA的同源分子。FLIPs(FLICE-imhibiroryproterins)能抑制Fas/TNFR1介導(dǎo)的細胞凋亡。它有多種變異體，但其1^-端功能前區(qū)(Prodomain)完全相同，C端長短不一。FLIPs通過DED功能區(qū)，與FADD和Caspase-8，10結(jié)合，拮抗它們之間的相互作用，從而抑制Caspase8，10募集到死亡受體復(fù)合體和它們的起始化。凋亡抑制蛋白(IAPs,inhibitorsofApoptosisprotien)為一組具有抑制凋亡作用的蛋白質(zhì)，首先是從桿狀病毒基因組克隆到，發(fā)現(xiàn)能夠抑制由病毒感染弓I起的宿主細胞死亡應(yīng)答。其特性是有大約20氨基酸組成的功能區(qū)，這對IAPs抑制凋亡是必需要的，它們主要抑制Caspase3,-7,而不結(jié)合它的酶原，對Caspase則即可以結(jié)合活化的，又可結(jié)合酶原，進而抑制細胞凋亡。Bcl-2家族這一家族有眾多成員，如Mcl-1、NR-B、A1、Bcl-w、Bcl-x、Bax、Bak、Bad、Bim等，它們分別既有抗凋亡作用，也有促凋亡的作用。多數(shù)成員間有兩個結(jié)構(gòu)同源區(qū)域，在介導(dǎo)成員之間的二聚體化過程中起重要作用。Bcl-2成員之間的二聚體化是成員之間功能實現(xiàn)或功能調(diào)節(jié)的重要形式°Bcl-2生理功能是阻遏細胞凋亡，延長細胞壽命，在一些白血病中Bcl-2呈過度表達。Bcl-2的亞細胞定位已經(jīng)明確，它在不同的細胞類型可以定位于線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以及核膜上，并通過阻止線粒體細胞色素C的釋放而發(fā)揮抗凋亡作用。此外，Bcl-2具有保護細胞的功能，Bcl-2的過度表達可引起細胞核谷胱苷肽(GSH)的積聚，導(dǎo)致核內(nèi)氧化還原平衡的改變，從而降低7Caspase的活性。Bax是Bcl-2家族中參與細胞凋亡的一個成員，當(dāng)誘導(dǎo)凋亡時，它從胞液遷移到線粒體和核膜。有人研究發(fā)現(xiàn)，細胞毒性藥物誘發(fā)凋亡時，核膜Bax水平的上升與lamin及PARP兩種核蛋白的降解呈正相關(guān)。用Bax寡核苷酸處理的細胞，只能特異地阻斷Lamin的降解，對PARP的降解不起作用。這種效應(yīng)的調(diào)控機制仍然不清楚?？傊毎蛲龅恼{(diào)節(jié)是非常復(fù)雜的，參與的分子也非常多，還有很多不為我們所知的機理需要我們一步的探索。醫(yī)學(xué)應(yīng)用免疫學(xué)

1） 胸腺細胞成熟過程中的凋亡：胸腺細胞經(jīng)過一系列的發(fā)育過程而成為各種類型的免疫活性細胞。在這一發(fā)展過程中，涉及了一系列的陽性細胞選擇和陰性細胞選擇過程。以形成CD4+的T淋巴細胞亞型及CD8+的T淋巴細胞亞型；同時，對識別自身抗原的T細胞克隆進行選擇性地消除，其細胞克隆死亡的機制主要是通過程序性細胞死亡。因此，正常的免疫系統(tǒng)發(fā)育的結(jié)局，既形成了有免疫活性的淋巴細胞，又產(chǎn)生了對自身抗原的免疫耐受。耐受機制的形成，主要靠識別自身抗原的T淋巴細胞克隆的程序性細胞死亡機制的活化。2） 活化誘導(dǎo)的細胞死亡：（activation-inducedcelldeath,AICD）是T淋巴細胞程序性死亡的又一個主要類型。正常的T淋巴細胞在受到入侵的抗原刺激后，T淋巴細胞被激活，并誘導(dǎo)出一系列的免疫應(yīng)答反應(yīng)。機體為了防止過高的免疫應(yīng)答，或防止這種免疫應(yīng)答無限制地發(fā)展下去，便有AICD來控制激活T細胞的壽命。實際上：T淋巴細胞的增殖與T淋巴細胞AICD具有共同的信號通路。T淋巴細胞受到刺激后就開始活化，活化以后的T淋巴細胞如果有生長因子的存在，即發(fā)生生殖反應(yīng)，如果沒有或較少的生長因子的存在，則發(fā)生AICD。3）淋巴細胞對靶細胞的攻擊：免疫活性細胞，特別是淋巴因子激活的殺傷細胞（LAK），是過繼性免疫治療的一種重要形式。在抗腫瘤、抗病毒及免疫調(diào)節(jié)中具有重要作用。這些免疫活性細胞在攻擊腫瘤細胞、病毒感染的細胞時，可誘導(dǎo)靶細胞發(fā)生程序性死亡。臨床醫(yī)學(xué)細胞凋亡之所以成為人們研究的一個熱點，在很大程度上決定于細胞凋亡與臨床病毒的密切關(guān)系。這種關(guān)系不僅表現(xiàn)在凋亡及其機制的研究，闡明了一大類免疫病的發(fā)病機制，而且由此可以導(dǎo)致疾病新療法的出現(xiàn)，特別是細胞凋亡與腫瘤及艾滋病之間的密切關(guān)系倍受人們重視。1） HIV病毒感染造成CD4+細胞減少是通過細胞凋亡機制HIV感染引起艾滋病，其主要的發(fā)病機制是HIV感染后特異性地破壞CD4+細胞，使CD4+以及與其相關(guān)的免疫功能缺陷，易招致機會性感染及腫瘤，但HIV感染后怎樣特異性破壞CD4+細胞呢？一般認為，CD4+T淋巴細胞絕對數(shù)顯著減少的原因，主要是通過細胞凋亡機制造成的。這不僅闡明7AIDS時CD4+T細胞減少的主要原因，同時也為AIDS的治療研究指明了一個重要的探索方向。2） 從細胞凋亡角度看，腫瘤的發(fā)生是由于凋亡受阻所致一般認為惡性轉(zhuǎn)化的腫瘤細胞是因為失控生長，過度增殖，從細胞凋亡的角度看則認為是腫瘤的凋亡機制受到抑制

不能正常進行細胞死亡清除的結(jié)果。腫瘤細胞中有一系列的癌基因和原癌基因被激活，并呈過表達狀態(tài)。這些基因的激活和腫瘤的發(fā)生發(fā)展之間有著極為密切的關(guān)系。癌基因中一大類屬于生長因子家族，也有一大類屬于生長因子受體家族，這些基因的激活與表達，直接刺激了腫瘤細胞的生長，這些癌基因及其表達產(chǎn)物也是細胞凋亡的重要調(diào)節(jié)因子許多種類的癌基因表達以后，即阻斷了腫瘤細胞的凋亡過程，使腫瘤細胞數(shù)目增加，因此，從細胞凋亡角度來理解腫瘤的發(fā)生機制，是由于腫瘤細胞的凋亡機制，腫瘤細胞減少受阻所致。因此，通過細胞凋亡角度和機制來設(shè)計對腫瘤的治療方法就是重建腫瘤細胞的凋亡信號轉(zhuǎn)遞系統(tǒng)，即抑制腫瘤細胞的生存基因的表達，激活死亡基因的表達。3） 細胞凋亡的研究將給自身免疫病帶來真正的突破自身免疫病包括一大類難治性的免疫紊亂而造成的疾病，自身反應(yīng)性丁淋巴細胞及產(chǎn)生抗體的B淋巴細胞是引起自身免疫病的主要免疫病理機制，正常情況下，免疫細胞的活化是一個極為復(fù)雜的過程。在自身抗原的刺激作用下，識別自身抗原的免疫細胞被活化，從而通過細胞凋亡的機制而得到清除。但如這一機制發(fā)生障礙，那么識別自身抗原的免疫活性細胞的清除就會產(chǎn)生障礙。有人觀察到在淋巴增生突變小鼠中觀察到Fas編碼的基因異常，不能翻譯正常的Fas跨膜蛋白分子，如Fas異常，由其介導(dǎo)的凋亡機制也同時受阻，便造成淋巴細胞增殖性的自身免疫疾患。4） 神經(jīng)系統(tǒng)的退行性病變：老年性癡呆是神經(jīng)細胞凋亡的加速而產(chǎn)生的。阿爾茨海默?。ˋD）是一種不可逆的退行性神經(jīng)疾病，淀粉樣前體蛋白（APP）早老蛋白-1（PS1）早老蛋白-2（PS2）的突變導(dǎo)致家族性阿爾茨海默?。‵AD）。研究證明PS參與了神經(jīng)細胞凋亡的調(diào)控PS1、PS2的過表達能增強細胞對凋亡信號的敏感性oBcl-2基因家族兩個成員Bcl-xl和Bcl-2參與對細胞凋亡的調(diào)節(jié)。線粒體線粒體是真核細胞的重要細胞器，是動物細胞生成ATP的主要地點。線粒體基質(zhì)的三羧酸循環(huán)酶系通過底物脫氫氧化生成NADH。NADH通過線粒體內(nèi)膜呼吸鏈氧化。與此同時，導(dǎo)致跨膜質(zhì)子移位形成跨膜質(zhì)子梯度禾田或跨膜電位。線粒體內(nèi)膜上的ATP合成酶利用跨膜質(zhì)子梯度能量合成ATP。合成的ATP通過線粒體內(nèi)膜ADP/ATP載體與細胞質(zhì)中ADP交換進入細胞質(zhì)，參與細胞的各種需能過程。1951年，巴黎第八大學(xué)榮譽教授Glucksmann提出正常脊椎動物發(fā)育中的細胞死亡。1966年，Saunders提出在形態(tài)發(fā)生中細胞死亡。1972年，Kerr提出細胞凋亡（apoptosis），說明這是在組織動力學(xué)方面有廣泛作用的一種基本生物學(xué)現(xiàn)象。1974年，Lockshin提出細胞程序性死亡。美國麻省理工學(xué)院教授Horvitz在研究線蟲發(fā)育時發(fā)

現(xiàn)線蟲的每個細胞的位置、分裂與命運都是由遺傳決定的程序所精確地預(yù)先確定的。在構(gòu)成成蟲體時有1090個細胞誕生，131個細胞死亡。1993年，哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院細胞生物學(xué)系終身教授袁鈞瑛發(fā)現(xiàn)線蟲的死亡基因ced-3的產(chǎn)物在結(jié)構(gòu)和功能上與哺乳類白細胞介素10轉(zhuǎn)換酶有同源性。此后，屬于同一家族的十幾個相關(guān)基因陸續(xù)在哺乳動物基因組中被發(fā)現(xiàn)。統(tǒng)稱為胱冬肽酶(caspases)。1994年，瑞士蘇黎世大學(xué)分子生命科學(xué)研究所Hengartner發(fā)現(xiàn)線蟲的存活基因ced-9的產(chǎn)物與哺乳動物原癌基因bcl-2的產(chǎn)物相似。細胞凋亡的特征是細胞由于降解酶，主要是水解酶(蛋白酶與核酸酶)的作用，在近乎正常的細胞質(zhì)膜內(nèi)趨向死亡。這與壞死時細胞質(zhì)膜早期破損不同。在細胞凋亡過程中，質(zhì)膜脂雙層喪失二側(cè)不對稱性，磷脂酰絲氨酸暴露于細胞表面，從而導(dǎo)致被吞噬。線粒體跨膜電位的耗散與細胞凋亡的密切關(guān)系有陸續(xù)報道說明線粒體跨膜電位的耗散早于核酸酶的激活，也早于磷酯酰絲氨酸暴露于細胞表面。而一旦線粒體跨膜電位耗散，細胞就會進入不可逆的凋亡過程。線粒體解聯(lián)的呼吸鏈會產(chǎn)生大量活性氧，氧化線粒體內(nèi)膜上的心磷脂。實驗證明，用解偶聯(lián)劑mClCCP會導(dǎo)致淋巴細胞凋亡。而如果能穩(wěn)定線粒體跨膜電位就能防止細胞凋亡。通透性轉(zhuǎn)變在細胞凋亡過程中線粒體跨膜電位的耗散主要是由于線粒體內(nèi)膜的通透性轉(zhuǎn)變，這是由于生成了動態(tài)的由多個蛋白質(zhì)組成的位于線粒體內(nèi)膜與外膜接觸位點的通透性轉(zhuǎn)變孔道(PT孔道)(圖1)°PT孔道由線粒體各部分的蛋白質(zhì)與細胞質(zhì)中蛋白質(zhì)聯(lián)合構(gòu)成。這包括細胞液蛋白：己糖激酶，線粒體外膜蛋白：外周苯并二嗪(benzodiazepine)受體與電壓依賴陰離子通道，線粒體膜間間隙蛋白：肌酸激酶，線粒體內(nèi)膜蛋白：ADP-ATP載體，線粒體基質(zhì)蛋白：親環(huán)蛋白D(cyclophilinD)等。凡是能夠?qū)Ｒ蛔饔糜诰€粒體誘導(dǎo)PT孔道生成的物質(zhì)，例如苯并二嗪受體的配基原口卜琳IX等都能引起細胞凋亡。PT孔道的性質(zhì)通過一些實驗室的研究，以下諸點值得指出：⑴線粒體內(nèi)膜通透性轉(zhuǎn)變既是細胞凋亡的必須條件，也是它的充足條件。⑵PT孑L道打開后導(dǎo)致線粒體許多功能的致命性變化從而啟動了死亡途徑°(3)PT孑L道作為許多生理效應(yīng)的感受器(二價陽離子、ATP、ADP、NAD、AWm、pH、蔬基與多肽)，整合了電生理、氧化還原與細胞代謝狀態(tài)的信息。⑷PT孔道的組成成分ADP-ATP載體是能量代謝的重要分子，由于ADP-ATP載體是由一個基因家族的幾個成員所編碼，它的表達有嚴格的組織專一性。因此，PT孑L道在不同細胞中的調(diào)節(jié)可能稍有不同。⑸PT孑L道的作用有

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