細胞死亡的生物學過程類型特點和研究意義等

細胞死亡不同于頻死細胞(dying

cell)的可逆細胞狀態(tài),

死亡細胞(death

cell)是指細胞到達生命終點,

處于不可逆轉的狀態(tài)。界定細胞死亡的形態(tài)學條件主要包括:

(1)細胞失去了質膜的完整性;

(2)細胞形成凋亡小體;

(3)細胞碎片被鄰近的細胞吞噬。細胞死亡細胞死亡的類型細胞死亡可根據其表觀形態(tài)學分為:細胞凋亡、壞死、焦亡、細胞自噬等細胞死亡的生物學過程細胞凋亡

Apoptosis一種由基因調控的細胞死亡過程。特征有：從形態(tài)上來看，細胞收縮，細胞膜冒泡（blebbing），釋放凋亡小體（Apoptotic

bodies）。誘導途徑包括內始式途徑（Intrinsic

pathway）和外始式途徑(Extrinsic

pathway)。細胞凋亡過程由Caspase家族調控。Caspase是近年來發(fā)現(xiàn)的一組存在于胞質溶膠中的結構上相關的半胱氨酸蛋白酶，它們的一個重要共同點是活性位點都含有半胱氨酸，并特異地斷開天冬氨酸殘基后的肽鍵。細胞凋亡之后會被專業(yè)（巨噬細胞）/非專業(yè)（鄰近上皮細胞等）吞噬細胞所吞噬。細胞死亡的生物學過程細胞壞死Necrosis與細胞凋亡的區(qū)別是細胞膜在此過程中會破裂，細胞內容物泄露，會引起炎癥。之前研究者傾向于相信細胞壞死是沒有調控過程的，但其實細胞壞死中有特殊的幾類也會被相關基因調控：程序性壞死（Necroptosis），分子機制已經大致清楚，Necrosomes在其中非常重要，MLKL在細胞膜上形成選擇性通道，導致細胞內滲透壓增高，細胞膨脹，最后細胞膜爆裂，細胞內容物流出。

細胞死亡的生物學過程細胞焦亡(Pyroptosis)與炎癥密切相關。由Caspase-1和Caspase-11調控，細菌感染可以導致細胞焦亡，細胞膜上會形成沒有選擇性的孔洞，導致細胞膜結構發(fā)生變化，釋放出類似于凋亡小體的焦亡小體（Pyroptoticbodies），細胞變得扁平。細胞死亡的生物學過程自噬Autophagy也是一種被調控的細胞死亡過程，涉及到細胞自身結構通過溶酶體分解過程。與凋亡過程機制有很大區(qū)別。細胞死亡的生物學過程細胞死亡的特點細胞體積縮小,連接消失,與周圍的細胞脫離細胞質密度增加,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,膜內側磷脂酰絲氨酸外翻到膜表面,胞膜結構仍然完整,最終可將凋亡細胞遺骸分割包裹為幾個凋亡小體,無內容物外溢,因此不引起周圍的炎癥反應,凋亡小體可迅速被周圍專職或非專職吞噬細胞吞噬。

細胞死亡的研究意義花朵的凋零,

樹枝的飄落并不僅僅是生命的結束,

只是為了來年的花更紅,

葉更綠。正如龔自珍的詩一樣:

“落紅不是無情物,

化作春泥更護花”.

細胞的死亡亦是如此,

方生方死,

機體正是通過細胞死亡來調節(jié)正常的功能,

維持細胞內穩(wěn)態(tài)。細胞死亡還與疾病的發(fā)生息息相關,

一旦細胞死亡調控機制紊亂,則會引起相關疾病的發(fā)生,

包括自身免疫性疾病,

神經退行性疾病及癌癥等。

細胞死亡的一些研究前沿隨著對細胞死亡機制的深入研究,

細胞死亡已成為治療各種癌癥,

例如淋巴瘤、白血病、卵巢癌、乳腺癌、前列腺癌、神經膠質瘤和神經退行性變等疾病的重要切入點.

由于這些癌癥對化療誘導凋亡比較敏感,

因此通過化療介導相關腫瘤細胞發(fā)生凋亡,從而起到抗癌效果.

同樣,

自噬與壞死等其他死亡方式在癌癥治療方面也起著重要的指導作用.

研究表明,

鐵死亡在一些病理條件下起著關鍵作用,

尤其在缺血性組織損傷,

如腎衰竭,

中風,

心血管疾病等疾病.

另外,

在一些神經退行性疾病及并發(fā)性糖尿病中,

細胞死亡也起著重要作用.

基于此,

一些鐵死亡的抑制劑,

如Liproxstatin-1等可能成為重要的癌癥治療候選藥物。人的胚胎成纖維細胞的平均分裂周期為

2.4

年，分裂次數(shù)一般只能有約

50

次，由此可以推算出人的自然壽命約為2.4×50=120

年。隨著細胞分裂次數(shù)的增加，基因出現(xiàn)復制錯誤的可能性也就變得越來越大，因此增加分裂次數(shù)會不斷累積

DNA

復制錯誤。如果能提高細胞的代謝速度，延長細胞的分裂周期，就可以在不增加分裂次數(shù)的情況下延長人的壽命。因此對細胞死亡方式的研究具有重要意義。

多種多樣的細胞死亡形式就如同一曲曲死亡交響樂,

奏響生命最后的樂章,

不協(xié)調的音符