细胞凋亡与疾病
细胞凋亡与疾病

细胞凋亡与疾病细胞凋亡,亦称细胞自杀,是一种自然的、高度调控的细胞死亡过程。
它在维持人体组织和器官的正常功能中起着重要作用。
然而,当细胞凋亡出现异常时,可能会导致多种疾病的发生和发展。
本文将从细胞凋亡的定义、机制以及与疾病的关系等方面进行探讨。
一、细胞凋亡的定义和机制细胞凋亡是一种通过程序性细胞死亡的方式,以维持组织和器官的正常功能。
与坏死不同,细胞凋亡在细胞内部遵循一系列精细的程序和调控,其最终结果是细胞体积萎缩、细胞核染色质凝集和DNA降解。
细胞凋亡的机制主要包括三个关键的信号通路:内源性途径、外源性途径和线粒体途径。
内源性途径主要由细胞内的一系列生物化学反应引起,而外源性途径则是由胞外环境刺激引发的,而线粒体途径则是连接内源性途径和外源性途径的关键环节。
这三个通路共同作用,对细胞凋亡进行调控。
二、细胞凋亡与疾病的关系细胞凋亡是生物体内维持正常生理功能的重要过程,但当其发生异常时,可能会导致多种疾病的发生和发展。
以下将介绍几种与细胞凋亡相关的疾病。
1. 肿瘤细胞凋亡在肿瘤发生和发展中起着重要作用。
正常情况下,细胞凋亡可以清除体内的异常细胞和恶性细胞,从而起到抑制肿瘤形成的作用。
然而,在一些肿瘤中,细胞凋亡的调控失衡导致了异常细胞的增殖和存活,从而促进了肿瘤的发展。
了解细胞凋亡在肿瘤中的作用机制,有助于寻找新的治疗策略和靶向药物。
2. 神经系统疾病神经系统疾病如帕金森病和阿尔茨海默病等在细胞凋亡方面也有着密切的关联。
在神经系统疾病中,细胞凋亡过程中的不平衡会导致神经元的损伤和死亡,进而导致疾病的发生和进展。
因此,研究神经系统疾病中的细胞凋亡机制,有助于寻找新的治疗方法和策略。
3. 免疫系统疾病炎症性免疫系统疾病如系统性红斑狼疮和类风湿关节炎等在细胞凋亡方面也有一定的联系。
其中的细胞凋亡和炎症反应紧密相关,不仅可以引发炎症反应,还可能通过细胞因子释放、免疫细胞介导的免疫应答等方式影响并加剧炎症反应的发展。
细胞凋亡与疾病的关系

细胞凋亡与疾病的关系细胞凋亡是一种普遍存在于所有多细胞生物中的现象,它是指一组调节细胞自我消亡的生物过程,使得细胞以一种受控的方式死亡。
而随着近些年基础医学和生物学的研究不断深入,人们逐渐发现了细胞凋亡与很多疾病的密切关系。
一、细胞凋亡与疾病的关系近年来,研究人员不断发现细胞凋亡与一些疾病之间的密切关系。
其中最常见的就是肿瘤了。
肿瘤细胞是指因遗传缺陷、化学损伤等原因而失去了原有细胞调控的细胞,不再具有细胞凋亡的能力,从而呈现为不受正常细胞控制的病态生长。
而恰恰因为肿瘤细胞缺乏对细胞凋亡的响应,所以对于肿瘤的治疗,常常通过在肿瘤细胞中引发细胞凋亡来实现。
另外,还有许多自身免疫性疾病也与细胞凋亡密切相关。
遗传缺陷、感染、自身免疫等因素常导致机体内的细胞受到各种刺激,从而引发细胞凋亡,而这些细胞的死亡产物又可能会引发机体免疫系统的攻击,从而导致自身免疫性疾病的发生。
还有一些医学上较为常见的疾病,例如阿尔兹海默病、帕金森病、心肌缺血等等,都与细胞凋亡密切相关。
研究表明,这些疾病的病变部位常常涉及到机体内大量的神经细胞或心肌细胞等高度特化的细胞群,而这些细胞的死亡往往也是通过细胞凋亡进行的。
二、细胞凋亡与医学治疗由于细胞凋亡的生物学特性与其在许多重要疾病的发生进展过程中所扮演的角色有着密切关系,因此针对细胞凋亡的医学治疗也成为了改善人类健康状况的新的科技突破方向。
目前,关于通过人工调控细胞凋亡来治疗疾病的研究被广泛开展。
例如,某些肿瘤治疗药物在其药理作用过程中,常会刺激肿瘤细胞内部的细胞凋亡信号通路,从而导致肿瘤细胞的死亡。
此外,在治疗呼吸系统疾病、神经退行性疾病等病症的过程中,科学家还研制出了许多可以影响细胞凋亡信号通路的药物。
结语尽管目前细胞凋亡的分子生物学机制已经被深度研究,但关于细胞凋亡的生物学特征如何应用于疾病的治疗仍需要更深入的探索。
然而,毫无疑问的一点是,随着我们对细胞凋亡的理解愈来愈深入,许多普遍存在于日常生活中各种疾病的治疗也将迎来更为巨大的突破和进展。
细胞凋亡与疾病关系

细胞凋亡与疾病关系细胞凋亡是一种程序性细胞死亡过程,这是一种正常的生物学现象,也是维持生命平衡和健康的重要方式。
细胞凋亡广泛存在于生物体内,但当细胞凋亡发生异常或失控时,往往会导致各种疾病的出现。
本文将探讨细胞凋亡与各类疾病的关系,以及其在相关疾病治疗中的潜在应用。
1. 细胞凋亡与癌症癌症是一个细胞异常增殖和凋亡失控的疾病。
在正常情况下,细胞在发生DNA损伤或突变时会通过细胞凋亡自我消除,从而防止癌细胞的形成。
然而,在一些情况下,凋亡途径受到损伤或失调,导致细胞逃避程序化的死亡,从而形成肿瘤。
研究表明,激活细胞凋亡途径可以促进癌细胞的消除。
因此,目前针对凋亡途径的治疗策略正在发展。
例如,使用凋亡诱导剂或下游凋亡相关蛋白的靶向药物,可以恢复细胞凋亡的平衡,有效抑制癌细胞的生长和扩散。
2. 细胞凋亡与神经退行性疾病神经退行性疾病是一类以神经元或神经细胞死亡为主要特征的疾病,如阿尔茨海默病、帕金森病等。
在这些疾病中,细胞凋亡发挥着重要的角色。
阿尔茨海默病是一种与老年记忆减退相关的疾病,研究发现在患者脑中存在大量的神经纤维缠结和β-淀粉样蛋白堆积,这些异常的蛋白质聚集会导致神经元的死亡。
细胞凋亡在阿尔茨海默病中起到了促进神经元死亡的作用,因此抑制细胞凋亡途径可能成为治疗该疾病的新途径。
对于帕金森病来说,中脑黑质神经细胞的凋亡是该疾病发展的核心。
研究发现,凋亡信号通路异常激活和线粒体功能紊乱是引起该疾病的重要原因。
因此,通过针对这些凋亡相关的信号通路或线粒体恢复正常功能,可能有助于治疗帕金森病。
3. 细胞凋亡与心血管疾病心血管疾病是目前全球范围内主要的死亡原因之一,其中缺血性心脏病和心肌梗死是最为常见的疾病类型。
研究表明,细胞凋亡在心血管疾病的发展中起到重要作用。
在心肌梗死中,心肌细胞缺氧导致凋亡信号通道的激活,从而引发心肌细胞的死亡。
凋亡信号通路、线粒体损伤以及氧化应激等因素均参与了心肌细胞凋亡的过程。
细胞凋亡与自身免疫疾病的关系

细胞凋亡与自身免疫疾病的关系在我们的身体中,细胞凋亡是一个至关重要的生理过程。
它就像是一个精心编排的“退场仪式”,确保老旧、受损或不再需要的细胞有序地离开舞台,为新细胞的诞生和正常的生理功能维持腾出空间。
然而,当这一过程出现紊乱时,可能会引发一系列的健康问题,其中就包括自身免疫疾病。
细胞凋亡,简单来说,是细胞为了维持身体的平衡和稳定,主动选择的一种自我毁灭的方式。
这个过程受到一系列复杂而精密的调控机制的控制。
想象一下,细胞就像一个个小小的“工作单元”,它们有着自己的“工作期限”和“退休计划”。
当细胞完成了自己的使命,或者出现了不可修复的损伤时,细胞内的一系列信号通路就会被激活,启动凋亡程序。
细胞凋亡的过程可以分为几个关键的步骤。
首先,细胞会接收到来自内部或外部的凋亡信号。
这些信号可能来自细胞自身的损伤、遗传物质的异常,或者来自周围环境的压力。
一旦接收到这些信号,细胞内的一系列酶就会被激活,其中最为关键的是被称为“半胱天冬酶”(caspases)的蛋白酶家族。
这些酶就像是细胞内的“刽子手”,它们会切割细胞内的各种蛋白质,导致细胞的结构和功能逐渐瓦解。
接下来,细胞会经历一系列形态和生化上的变化。
细胞膜会变得皱缩,细胞核内的染色质会浓缩并断裂,细胞内的细胞器也会逐渐被分解。
最后,细胞会被分解成一个个小的凋亡小体,这些凋亡小体可以被周围的细胞迅速吞噬和清除,不会引发炎症反应。
那么,细胞凋亡与自身免疫疾病之间究竟有着怎样的关系呢?要理解这一点,我们首先需要了解自身免疫疾病的本质。
自身免疫疾病是由于免疫系统错误地攻击自身的组织和细胞,导致炎症和组织损伤的一类疾病。
在正常情况下,免疫系统能够准确地识别“自我”和“非我”,只会对入侵的病原体和异常细胞发起攻击。
然而,当免疫系统的调节机制出现故障时,就可能会将自身的细胞和组织误认为是敌人,从而发动攻击。
细胞凋亡在免疫系统的正常发育和功能维持中起着重要的作用。
在免疫系统的发育过程中,大量的免疫细胞会经历凋亡,只有那些能够正确识别自身抗原和外来抗原的免疫细胞才能存活下来。
细胞凋亡与疾病治疗

细胞凋亡与疾病治疗细胞凋亡是一种自然而又重要的细胞程序性死亡形式,广泛参与生物体发育、维持组织平衡以及抵抗疾病等方面。
细胞凋亡不仅与生物体健康密切相关,而且对疾病的治疗也具有重要的意义。
本文将探讨细胞凋亡与疾病治疗之间的关系,并介绍几种与细胞凋亡相关的治疗策略。
一、细胞凋亡的机制与功能细胞凋亡是一种高度有序的细胞死亡过程,其主要特点是细胞核染色质凝聚、细胞质萎缩和细胞膜破裂等。
细胞凋亡在生物体发育过程中起着重要的调节作用,例如消除多余细胞、塑造器官形态等。
此外,细胞凋亡还扮演着维持组织稳态的关键角色。
在成体组织中,细胞凋亡可以有效地消除老化、损伤或异常细胞,从而保持组织的正常功能和结构。
二、细胞凋亡与疾病关系的研究近年来,关于细胞凋亡与疾病之间的关系的研究取得了许多重要进展。
细胞凋亡与疾病之间的关系可以从两个方面来理解:一方面是细胞凋亡缺陷引起疾病,另一方面是过度的细胞凋亡导致疾病的产生。
1. 细胞凋亡缺陷引起疾病细胞凋亡缺陷与许多疾病的发生密切相关。
例如,一些先天性细胞凋亡缺陷症可以导致发育异常,如神经管闭合障碍等。
另外,在某些疾病中,细胞凋亡的缺陷也被认为是病理机制之一。
例如,肿瘤的发生与细胞凋亡抗性相关,肿瘤细胞常常通过抑制细胞凋亡来逃避免疫系统的监控。
2. 过度的细胞凋亡导致疾病细胞凋亡过度也可能导致一些疾病的发生。
例如,神经元凋亡过度可以引起神经系统退行性疾病,如阿尔茨海默病等。
此外,许多心血管疾病和免疫性疾病也与细胞凋亡过度相关。
在冠心病等疾病中,心肌细胞凋亡过度导致心肌损伤。
而在一些免疫疾病中,如类风湿性关节炎,关节滑膜细胞凋亡的增加导致关节损伤。
三、细胞凋亡在疾病治疗中的应用针对细胞凋亡与疾病之间的关系,科学家们提出了一些与细胞凋亡相关的治疗策略。
1. 肿瘤治疗中的细胞凋亡调节剂在肿瘤治疗中,通过调节肿瘤细胞的细胞凋亡来达到治疗的目的。
常见的方法包括使用化疗药物、放疗和免疫治疗等。
病理学中的细胞凋亡与疾病发展

病理学中的细胞凋亡与疾病发展细胞凋亡是疾病发展中的一个重要影响因素。
本文将探讨细胞凋亡在疾病发展中的作用及其机制,旨在进一步认识细胞凋亡对疾病产生的影响。
一、细胞凋亡在疾病发展中的作用1.1 细胞凋亡与癌症细胞凋亡在癌症中扮演着重要的角色。
癌细胞在生长和繁殖时可能会出现异常,细胞凋亡的机制就是在这种情况下产生的。
在正常细胞中,凋亡过程是正常的,但是癌细胞不足以触发凋亡机制,从而允许这些细胞持续增长和繁殖,导致癌症发展。
1.2 细胞凋亡与心血管疾病在心血管疾病中,细胞凋亡同样发挥了重要作用。
在心血管冠状动脉中,内皮细胞的凋亡是动脉粥样硬化的早期事件。
发生细胞凋亡会导致炎症反应和血小板聚集,增加了相关疾病的风险。
1.3 细胞凋亡与自身免疫疾病自身免疫疾病是由于免疫系统错误地攻击机体自身组织和细胞引起的,包括风湿性关节炎、多发性硬化症、类风湿性糖尿病等。
细胞凋亡是自身免疫疾病的一个重要因素,因为它会导致自身抗原暴露在细胞表面上,进而被免疫系统攻击。
二、细胞凋亡的机制2.1 线粒体通路线粒体通路是细胞凋亡的主要机制。
在该机制中,细胞暴露在刺激下,导致线粒体膜受损。
然后,线粒体会释放出凋亡诱导因子,如线粒体细胞死亡蛋白(cytochrome c)。
这些细胞死亡因子进入细胞质,激活半胱氨酸蛋白酶,从而引发细胞凋亡。
2.2 TNF通路肿瘤坏死因子(TNF)是一个关键的凋亡诱导因子,能够通过死亡受体(TNFR1、TNFR2)与炎症因子相互作用。
当这些凋亡诱导因子结合到细胞表面的TNFR上时,细胞会进入TNF信号通路,并最终导致细胞凋亡。
三、结论细胞凋亡是疾病发展中的一个重要影响因素,与癌症、心血管疾病、自身免疫疾病等密切相关。
细胞凋亡的机制主要是线粒体通路和TNF通路。
深入了解细胞凋亡的机制及其如何影响疾病的发展,将有助于我们寻找新的治疗方法和预防策略。
细胞凋亡的异常与人类疾病的关系

细胞凋亡的异常与人类疾病的关系细胞是构成生命体的基本单位,细胞的正常分裂是生物体发育、生长和维持生命的基础。
但是,在某些情况下,除了细胞分裂,细胞的死亡也显得非常重要。
细胞死亡的重要方式之一是细胞凋亡,这是一种程序性的细胞死亡,与病理性细胞死亡不同。
正常的细胞凋亡有助于保持机体的正常细胞数量和种类,遗传物质的正常传递,以及维持组织和器官的稳态。
然而,细胞凋亡也可能失控,从而导致人类疾病的出现。
下面就让我们看一下细胞凋亡异常是如何与人类疾病相关的。
1. 细胞凋亡异常与肿瘤的关系肿瘤是由异常细胞不受正常调控而无限增殖形成的。
除了异常增殖外,肿瘤还具有抵制细胞凋亡的能力。
一些研究表明,一些关键的细胞凋亡调控分子在多种肿瘤中出现异常。
例如,BCL-2蛋白可以抑制细胞凋亡,而在大多数肿瘤中BCL-2的表达水平显著升高。
此外,一些致癌因子如MYC和TP53也可以通过调控与细胞凋亡有关的基因表达来促进肿瘤的发生。
2. 细胞凋亡异常与自身免疫性疾病的关系自身免疫性疾病是一类由机体自身免疫反应引起的,主要包括类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮和自身免疫性甲状腺疾病等。
研究表明,细胞凋亡在自身免疫性疾病的发生中起着重要作用。
一些自身抗体和细胞因子被发现与抗原处理和细胞凋亡过程中有关的蛋白质结合。
例如,在类风湿性关节炎中,细胞凋亡促进蛋白因子Fas(APO-1/CD95)的异常表达与疾病有关。
3. 细胞凋亡异常与神经性疾病的关系许多神经性疾病都与细胞凋亡异常有关,如帕金森病、阿尔兹海默病等。
在这些疾病中,神经细胞凋亡的速度明显增加,使得神经细胞的死亡数量超过了正常代谢要求。
一些研究表明,可以通过调节细胞凋亡的过程来预防神经性疾病的发生。
阿尔兹海默病的主要发病机制是神经元凋亡不足所引起的神经元积累。
4. 细胞凋亡异常与心血管疾病的关系心血管疾病在细胞凋亡异常方面也有所表现。
心肌细胞凋亡可能与心肌抗凋亡相关蛋白的下调有关。
一些有证据表明,心肌细胞的死亡是由于缺氧、微循环障碍或自由基介导的细胞凋亡的异常,这些因素可以增加心血管疾病的风险。
细胞凋亡与疾病

细胞凋亡与疾病细胞凋亡是一种重要的生物学现象,它在维持生命平衡和正常发育过程中发挥着关键作用。
然而,当细胞凋亡受到异常调控时,会引发各种疾病的发生和发展。
本文将探讨细胞凋亡与疾病之间的关系,并介绍一些相关的研究进展。
一、细胞凋亡的基本机制细胞凋亡是一种程序性的细胞死亡过程,与坏死等非程序性细胞死亡方式不同。
细胞凋亡的发生和进行通常受到多种信号通路的调控。
最为重要的调控因子是Bcl-2蛋白家族,其中Bcl-2和Bax蛋白在细胞凋亡的调控中发挥着关键作用。
Bcl-2蛋白的过度表达可以抑制细胞凋亡,而Bax蛋白的表达则会促进细胞凋亡的发生。
此外,线粒体的释放和细胞质色素c的释放也是细胞凋亡过程中的重要步骤。
二、细胞凋亡与肿瘤肿瘤发生是细胞凋亡异常调控的结果之一。
在正常人体中,存在着严格的细胞生长和凋亡平衡,但在肿瘤细胞中常出现细胞凋亡抑制的现象。
这主要是由于一系列的基因变异和异常表达。
例如,p53基因突变是许多恶性肿瘤的常见变异,而p53蛋白在细胞凋亡调控中具有重要功能。
此外,Bcl-2蛋白的过度表达也会导致细胞凋亡受到抑制,从而促进肿瘤的形成和发展。
三、细胞凋亡与神经退行性疾病神经退行性疾病是指由神经细胞的死亡和损伤引起的疾病,如阿尔茨海默病、帕金森病等。
在这些疾病中,细胞凋亡的异常调控被认为是病理过程中的重要因素。
许多研究表明,神经退行性疾病中存在细胞凋亡的增加和凋亡抑制的现象。
这些异常的细胞凋亡参与了疾病的病理过程,导致神经细胞的逐渐丧失和功能损害。
因此,针对细胞凋亡的调控可能有助于预防和治疗神经退行性疾病。
四、细胞凋亡与心血管疾病心血管疾病是细胞凋亡与疾病之间联系的另一个典型例子。
在心肌梗死和心力衰竭等疾病中,心肌细胞的大量凋亡是导致心室功能障碍和心脏重构的重要机制之一。
研究表明,细胞凋亡的增加与Bax蛋白的高表达以及线粒体的释放有关。
因此,抑制细胞凋亡、保护心肌细胞的存活可能成为心血管疾病治疗的新策略。
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细胞凋亡与疾病细胞凋亡指机体细胞在发育过程中或在某些因素作用下,通过细胞内基因及其产物的调控而发生的一种程序性细胞死亡。
细胞凋亡对胚胎发育及形态发生组织内正常细胞群的稳定、机体的防御和免疫反应、疾病或中毒时引起的细胞损伤、老化、肿瘤的发生进展起着重要作用[1]。
自1972年Kerr提出细胞凋亡这一概念后,从20世纪80年代末期开始成为肿瘤病因学、病理学研究热点,近几年的研究在凋亡信号转导途径、细胞凋亡的生化反应机制及细胞凋亡的调控基因,细胞凋亡与疾病的关系等方面都取得了显著的进展[2]。
文章就细胞凋亡与疾病的关系进行综述。
1、概述早在1972年,Kerr等已发现从细胞形态、超微结构和生化变化等方面来分析,细胞有两种死亡形式:一种是早被熟知的细胞坏死(Necrosis),另一种是细胞凋亡(Apoptosis)[3]。
1.1概念凋亡(apoptosis)一般是指机体细胞在发育过程中或在某些因素作用下,通过细胞内基因及其产物的调控而发生的一种程序性细胞死亡(programmed cell death)。
一般表现为单个细胞的死亡,且不伴有炎症反应。
细胞凋亡又称程序性细胞死亡(PCD),指的是细胞将自身裂解为许多膜小泡的一种精确调节的细胞死亡过程,是有机体为保持自身组织稳定、调控自身细胞的增殖和死亡之间的平衡、由基因控制的细胞主动性死亡,一种正常的生理过程[4]。
细胞凋亡参与调节机体细胞生长与更新间的平衡稳定,在机体发育过程中和成年机体新陈代谢中都起着重要作用。
但近年来的研究表明,细胞凋亡还与多种疾病(如发育畸形、神经退化症、自身免疫性疾病、肿瘤、艾滋病等)的发生发展有关,从而使细胞凋亡研究成为生命科学研究的热点之一[5]。
2、细胞凋亡的形态学和生化特征2.1 形态学特征细胞凋亡时伴随着细胞膜表面、细胞质和核的一系列形态学改变,首先出现细胞体缩小、胞核固缩、胞浆密度增高,继而胞膜内陷将细胞自行分割为多个有膜包绕的凋亡小体(apoptotis bodies)。
凋亡小体几乎立即被邻近的吞噬细胞所吞噬。
吞噬细胞内的凋亡小体能停留数小时,可借助组织切片染色用光学显微镜观察[6]。
在凋亡发生的全过程中,细胞膜一直保持完整。
胞内容物不释放出来,所以不引起周围的炎症反应。
同一组织中,不同细胞发生凋亡的过程并不同步[7]。
2.2生化特征细胞凋亡时,早期Ca2+内流引起胞质中Ca2+浓度持续升高,激活了Ca2+依赖性核酸内切酶,于180碱基对处将DNA切断,胞质内蛋白质发生交联,产生单个核小体和穴聚核小体,抽取其中DNA进行电泳分离,呈现梯状图谱,该图谱做为鉴别细胞凋亡与否的主要指标。
但DNA降解并不是细胞凋亡必不可少的改变,Bowen等在细胞凋亡过程中未发现有DNA降解现象,细胞凋亡的另一特征是有新的RNA和蛋白合成,这也是细胞凋亡的主动性的一种有力证据[8]。
3 细胞凋亡的调控基因细胞凋亡主要受基因的控制,现已发现许多基因对细胞凋亡均有直接或间接的调控作用。
通常将这些基因分为两大类,即细胞生存基因和细胞死亡基因。
一般认为与细胞生存有关的基因包括C-myc、C-abl、Ras、V-src、Bcl-2,EIB,LMW5-HL,C-kit和Bcl-x等;与细胞死亡有关的基因包含P35、P53、RB、DCC、WT-1、CpGv、Bcr-abl、V-erb-A、tats20、DAD1、ADO/Fas、TGF-B、TRP-2、RP-8、TRPM-2、SGP-2、TIA、Bax、ICE、C-rel、irrecrst等。
这两大类基因作用的结果,决定着细胞的生死命运[9]。
4 影响细胞凋亡的因素国内外的大量研究表明,影响细胞凋亡的因素很多,可大致分为促细胞凋亡因子和抗细胞凋亡因子;这两者又都可分为内源性和外源性。
促细胞凋亡因子包括生理性激动因素(如TNF家族、TGF-B、神经递质、生长激素撤除、失去基质附着、钙离子、糖皮质激素等)、损伤相关的诱导(如热休克、病毒感染、氧化剂、自由基、营养耗竭等)、治疗相关因素(如多种化疗药、C射线、电离辐射等)和毒性物质(如乙醇等)。
抗细胞凋亡因子包括生理性抑制因素(如多种生长因子、细胞外基质、CD40配体、中性氨基酸、锌离子、雌激素等)、病毒基因(如腺病毒EIB、杆状病毒P35、牛痘病毒crmA等)和药物因素(如Calpain抑制剂、半胱氨酸蛋白酶抑制剂、肿瘤启动因子等)[10]。
5细胞凋亡与疾病5.1 细胞凋亡与肿瘤性疾病肿瘤相关基因促进正常细胞发生恶性转化。
肿瘤形成主要有两个机制:一方面是过度激活细胞周期(cell cycle),以使细胞处于无限增殖分裂状态,另一方面就是抑制细胞凋亡(apoptosis),以使细胞的死亡倾向性降低。
细胞增殖速度加快,发生突变的细胞又不能通过细胞凋亡机制清除,综合平衡的结果就是肿瘤形成的机制。
人类肿瘤凋亡有3个主基因(mastergenes):P53、bcl-2和c-myc。
bcl-2基因是一种抗凋亡基因,它抑制肿瘤细胞因各种因素引起的凋亡。
野生型P53是肿瘤抑癌基因,它与细胞的生长阻滞和凋亡有关,因此它能促进放、化疗剂的杀伤作用。
bcl-2能妨碍依赖P53的凋亡,但不影响依赖P53的生长停滞,可是将bcl-2与c-myc共表达时这两者都被阻断。
P53基因的突变以及bcl-2的表达增高会对人类肿瘤的治疗产生抗性。
这是由于P53的突变使它们失去了依赖野生型P53的凋亡,而bcl-2蛋白则在抗凋亡中起主要作用,这两者常会使治疗失败。
从这一机制出发,改变肿瘤的抗凋亡状态,将具有临床的实用价值。
可采取增加诱导凋亡基因的表达,抑制抗凋亡基因的表达,将bcl-2基因序列导入造血干细胞以增加它对化疗致凋亡的抗性,从而对再植入的自体干细胞起保护作用,以凋亡判断预后时化疗和放疗引起凋亡的能力可提供重要信息,有助于临床医生制定治疗方案和评估预后,寻找和设计模拟P53蛋白结构与功能的新药,以利用其结合DNA抑制肿瘤增生和促进肿瘤凋亡[11]。
5.2 细胞凋亡与自身免疫病基因随机重组及体细胞复突变能产生自身免疫性T细胞和B细胞。
正常情况下,未成熟的淋巴细胞结合自身抗原后能通过凋亡途径死亡。
不正常的淋巴细胞凋亡失调,会产生自身免疫性疾病.自身免疫性疾病与细胞凋亡失凋的关系,可分为2个方面:(1)自身反应T细胞因凋亡障碍而积聚,从而发生免疫细胞对自身靶细胞的攻击,如系统性红斑狼疮(SLE)等;(2)免疫攻击导致功能细胞凋亡过多而丧失相应的生理功能如I型糖尿病等。
临床上从全身性红斑狼疮患者淋巴细胞中已观察到bcl-2的高表达。
另有报道bcl-2转基因鼠会发生免疫复合肾炎[12]。
5.3 细胞凋亡与艾滋病人类免疫缺陷病毒I型(HIV-I)感染可使被感染者体内CD4细胞数量减少,最终导致艾滋病。
现已知道细胞凋亡为HIV-I诱导细胞死亡的一个重要机制。
H IV可直接诱导细胞凋亡,如HIV-I Vpr除了通过使细胞周期停止在G2期而诱导细胞凋亡外,还可以通过直接作用于线粒体的通透性运输孔道而诱导细胞凋亡[13];HIV的外膜糖蛋白gp120 与CD4+T细胞的交叉结合引起对Fas介导的杀伤作用敏感性升高,gp120 的细胞凋亡反应可以完全被可溶性CD4和抗gp120 抗体抑制,且gp120在V3区的点突变抑制其在CD4+T细胞中细胞凋亡的诱导作用。
HIV也可以通过活化作用,同源被感染的细胞的介导,以及CD8+T细胞诱导细胞凋亡。
另外,细胞因子在HIV-1 诱导细胞凋亡的过程中发挥着重要作用。
在临床的病毒研究中发现一定浓度的IL-2 明显地减少了来自HIV感染者的CD4+T细胞的自发死亡,但对未感染HIV的病人无此现象。
还发现在来自HIV 感染者的细胞中自发的细胞凋亡可被IL-12,IFN -γ,抗IL-14,抗IL-10和抗淋巴毒的渗入所阻碍。
但抗IL-12并没有此作用。
并且,在HIV感染者观察到IL-12保护对Fas介导的细胞凋亡,可增强细胞对AICD的敏感性。
有研究者证明,来自HIV感染者的外周血液的单核细胞与HI-15的培养导致Th1细胞因子IFN -γ生成的增多以及可能由增加Bc1-2 的表达而导致的T细胞自发凋亡的数量减少[14]。
5.4 神经系统的退行性病变[15]对细胞凋亡的基因调控及其机制的研究表明:凋亡不仅见于生长发育阶段,也见于一些病理状态如脑卒中。
基因调控下发生凋亡的机制可能与神经元退行性变有关,凋亡在神经元死亡中起主动作用。
同时,与神经系统病变有关的调控基因的发现,提示通过治疗阻止凋亡的发生是可能的。
5.4.1 细胞凋亡与阿尔茨海默病阿尔茨海默病(Alzheimers'disease,AD)是一种神经退行性疾病,大脑的神经元丢失是最基本的病理改变。
近年研究表明,老年斑的核心组成B淀粉样蛋白(amyloid proteinB,AB),其水平与AD严重程度明显相关,而AB的毒性作用的基本特征是神经元凋亡。
因而细胞凋亡是AD发病的重要的病理学机制。
前体蛋白基因(APP)位于2l号染色体,遗传性的家族型AD 患者的AB区域附近有7个点突变及其过度表达与AD有关。
但是APP的突变仅占AD中的很少一部分,而大部分AD与14号染色体上的PS-1及1号染色体上早老素(presenilinÒ,PS-2)基因突变相关。
5.4.2 细胞凋亡与神经变性疾病中枢神经系统(CNS)不同部位特殊类型神经元的逐渐丧失是各种神经退变性疾病的病理特点。
在发育期间CNS是一个强烈的凋亡部位(估计50% ~80%的CNS神经元在发育期间死亡)。
在成年时其存活似乎有赖于BeI-XL这样的促生存基因的表达。
CNS可能特别容易受凋亡途径紊乱的损害,特别是涉及钙和自由基生成的途径。
凋亡细胞的死亡及其辅助分子介质可能在许多神经退变性疾病均有作用,例如阿尔茨海默病、帕金森病等。
5.4.3家族性阿尔茨海默病1996年Marx等研究发现阿尔茨海默病( Alzheimer' s disease,AD )发病与早老素-1(presenilin-1,PS-1)基因突变有关[16]。
研究发现早老素2(Presenilin2)基因的突变与家族性阿尔茨海默病有关。
推测Presenilin 2在凋亡途径中起Fas下游的作用。
Presenilin 2的鼠同系物可防止T淋巴细胞上的FasL上调,正常情况下此现象发生于T细胞与家族性异体肽结合被激活时。
在PCI2神经元细胞系中,正常的Presenilin 2的过度表达导致凋亡;从家族性阿尔茨海默病的主要特征之一是在脑中形成淀粉样蛋白B斑,此外,神经元凋亡的阈值亦发生改变。
5.4.4帕金森病帕金森病是一种中老年人常见的运动障碍性疾病,年龄是最主要的危险因素,又称震颤麻痹,其病理特征为黑质致密区多巴胺能神经元变性缺失和路易小体形成,临床主要表现为静止性震颤、肌强直、运动迟缓等症状[17]。