文档介绍：细胞凋亡 Cellular Apoptosis 一、概论随着生物学研究的深入,生物学家越来越意识到细胞死亡,特别是细胞凋亡具有特殊的生物学意义,对于一个多细胞生物来说,要维持完整性和保持平衡性,凋亡是一个非常重要的生物学过程。多细胞生物的诞生、生长、发育、存活以及死亡,无一不伴随着细胞凋亡过程。细胞死亡是组织病理学的中心议题,由于遭受缺氧,病毒感染和某些***的损害而导致的关键性终结点,同时细胞死亡现象也是生命新陈代谢的固有本质。例如胚胎发育( embryonic development) 正常组织更新( Normal tissue turnover ), 以及在增殖淋巴细胞群体中选择适当的克隆( selection of appropriate clones ), 这种细胞生理性死亡是种系发育史中早就存在的,有利于动物发育中的许多生命功能。那么采用什么样的标准可以比较在不同情况下,不同类型的细胞死亡呢?形态学作出一个标准是可能的。 1972 年 Keer 根据细胞发生了与坏死完全不一样的死亡过程而提出了细胞凋亡( Apoptosis )的概念。坏死与凋亡这两个术语均起源于希腊语。坏死( Necrosis ), 只是意味着死亡,同一词根来源的词汇有尸体解剖( Necropsy ), 凋亡( Apo 脱落, ptosis 飘零= Apoptosis 凋亡)意味着落下( falling off ) 或丢掉( falling away ), 好象秋天落下的树叶, 秃头上掉下的头发。凋亡一词 1972 年开始使用,但由于检测技术的限制,这种细胞现象只停留在形态学的描述上,因此长期以来有关凋亡的研究,一直未被病理工作者重视。 80 年代末,随着细胞生物学,分子生物学等科学理论的发展,凋亡的检测技术也有了很大的发展,生物学家逐渐认识到细胞凋亡的特殊生物学意义,由此形成了新的医学研究热点,促进了凋亡理论在生物医学各领域的广泛应用。二、凋亡概念: 细胞凋亡是细胞循自身程序结束其生命的主动死亡的过程,具有特征的形态和生化改变,是由基因控制的个别细胞发生的自主有序的死亡。即是由基因控制细胞有目的,有选择性的自我消亡过程,这种淘汰机制是保证生命进化的基础。有些学者将细胞凋亡一词等同于程序性细胞死亡( programmed cell death ),但我现在不想在细胞凋亡和程序性死亡这两个概念上展开,因为这些课题正在探索中混乱的很,现在要说明它们之间的异同,还太勉强。我倾向性地认为,凋亡是个形态学的概念,描述了一整套与坏死不同的形态学特征。程序性细胞死亡可能是功能上的概念,指细胞内特点共同的程序性表达介导的细胞死亡。细胞凋亡和程序性死亡具有非常密切地关系。大多数情况下程序性细胞死亡是以凋亡的方式进行,但并不所有程序性死亡都采取凋亡的方式。凋亡只是程序性死亡的特殊方式,如烟草蛾节间肌肉细胞、哺乳动物某些神经元和红细胞,它们的程序性死亡是以非凋亡的方式进行。有时由外源性理化因子刺激诱发的细胞死亡,形态上似凋亡,但并不是由细胞内原装程序所引发,也不能称为程序性细胞死亡(如放疗后肿瘤组织坏死,可以看到肿瘤细胞呈现鬼影细胞( goat cell) 的改变。三、凋亡的形态特征凋亡发生的过程表现为细胞死亡( dying process ) 和被清除( elimination process) (细胞缩小→致密染色质边集→核碎片→凋亡小体) 1 、丧失了特殊的表面结构(微绒毛等)和接触区,形成光滑的轮廓,从周围活细胞中分离出来; 2、细胞缩小:①胞浆细胞器集中( squeeze ) ②胞膜出芽或起泡( bleb ) ③细胞皱缩( shrinkage ); 3、保持胞浆细胞器完整性扫描电镜下,细胞表面呈奇特火山口样外观, ①线粒体不肿胀,内膜不破裂; ②短暂滑面内质网( SEN ) 扩张,扩张间隙与细胞表面融合; ③有时有聚积排例的半结晶状核糖体; ④可有与细胞表面平行的微丝束。 4、形成调亡小体( Apoptotic bodies ) 由凋亡细胞裂解为若干个由质膜包绕的小体,每个凋亡小体有自己的一簇细胞器。周围不引起炎症反应。 5、核内染色质结构改变(这是最引人注意的改变) 染色质( chromatin )凝集于核膜下表现为: ①核质固缩( condenation ); ②边集( margination ); ③核浆紧实( compaction ); ④核膜皱折( fold )。