细胞凋亡概述

摘 要 細胞凋亡是在基因的调控下进行的细胞程序化死亡。细胞凋亡对生物生长发育、伤口愈合等过程具有至关重要的意义。本文将从细胞凋亡的过程及机理对细胞凋亡进行简单介绍。

关键词 细胞凋亡 凋亡机理

中图分类号：R730文献标识码：A

1细胞凋亡的概念

细胞凋亡这一概念最早在1972年由J.F.R.Kerr等人在研究组织变化时提出的（Kerr J F R等，1972）。细胞凋亡又称为细胞程序化死亡，是指细胞受到特定的细胞内信号或细胞外信号的诱导刺激，激活下游的死亡途径，在基因的调控下进行的一系列的细胞死亡过程。

2细胞凋亡的过程及标志

2.1细胞凋亡过程及形态的改变

根据细胞凋亡过程中的形态学特征变化，将细胞凋亡分为3个过程：

（1）凋亡起始阶段：细胞表面特化结构消失;内质网囊腔肿胀变大，线粒体膨大;细胞骨架结构紊乱;染色质凝缩分布在核膜一侧或周围;胞质出现大小不均的空泡。

（2）凋亡小体形成阶段：染色质进一步凝缩并断裂为大小不均一的片段，DNA发生断裂，细胞核解体，细胞质膜或内质网膜包裹着断裂的DNA和破碎的细胞器通形成许多球形小泡，这些有膜包围的小泡被称为凋亡小体（Kerr J F R等，1994）。

（3）吞噬清除阶段：凋亡小体形成后，被巨噬细胞和邻近的细胞识别并吞噬消化（Nagata S等，1995）。

2.2细胞凋亡的生物化学变化

细胞凋亡时不仅发生明显的形态变化，同时也伴随着许多生物化学变化的发生。比较明显的生物化学变化有以下几种：

（1）细胞质膜上磷脂酰丝氨酸翻转。

（2）线粒体内膜丧失膜电位。

（3）DNA被随机切成大小不均一的片段。

（4）凋亡相关蛋白的激活：包括Bcl-2家族蛋白、细胞色素c、Caspase家族蛋白等凋亡相关蛋白的激活（Adams J M等，1998）。

3细胞凋亡的机理和途径

细胞凋亡的诱导和执行需要一系列分子的配合，包括信号分子，受体，酶和基因调节蛋白。其中，胱天蛋白酶（Caspase）在蛋白质水解酶级联凋亡途径过程中起到至关重要的作用。根据胱天蛋白酶是否参与细胞凋亡过程中将细胞凋亡分为两大类：胱天蛋白酶依赖性细胞凋亡和胱天蛋白酶非依赖性细胞凋亡，而胱天蛋白酶依赖性细胞凋亡又细分为外源途径、内源途径和内质网途径。

3.1外源途径（死亡受体途径）

死亡配体是一类由细胞分泌的可以引起细胞凋亡的细胞外信号蛋白，它能与靶细胞表面的死亡受体结合，启动细胞凋亡的外源途径。死亡受体是一种穿膜蛋白，由配体结合域、穿膜域和效应域三部分组成，属于肿瘤坏死因子家族，包括TNF受体和Fas死亡受体。

3.2内源途径（线粒体途径）

线粒体是细胞的动力工厂，为细胞正常的代谢提供能量。同时线粒体也与细胞凋亡过程密切相关，当受到损伤和胁迫时，会促使线粒体向细胞质溶质中释放凋亡相关因子，如细胞色素c、AIF，激活内源途径细胞凋亡。

3.3内质网途径

内质网维持着细胞内Ca2+的动态平衡，当细胞发生凋亡时，Ca2+的动态平衡被打破，位于内质网膜上的Caspase-12被激活，导致细胞凋亡。

4胱天蛋白酶非依赖性凋亡

位于线粒体内膜的凋亡诱导因子AIF被释放到细胞质溶质中可以进入到细胞核内诱导DNA大片段断裂和染色体聚集诱发细胞凋亡（Cande C，2002）。

作者简介：金宏坤，1994年3月15日出生，男，辽宁省沈阳市人，中国海洋大学海洋生命学院研究生在读，细胞生物学专业，研究方向：细胞生物学。

参考文献

[1] Kerr，J.F.&A.H.Wyllie&A.R.Currie.Apoptosis： a basic biological phenomenon with wide-ranging implications in tissue kinetics[J].Br J Cancer， 1972，26（04）：239.

[2] Kerr，J.F.R.&C.MWinterford&B.V.Harmon.Apoptosis. Its significance in cancer and cancer therapy[J].Caner， 1994， 73（08）：2013-2026.

[3] Nagata，S&P.Gotstein.The fas death fctor[J].Science， 1995（267）：1449.

[4] Adams，J.M&S.Cory.The Bcl‐2 protein family： arbiters of cell survival[J].Science，1998（281）：1322–1326.

[5] Cande，C.Apoptosis-inducing factor （AIF）： key to the conserved caspase-independent pathways of cell death[J].Journal of Cell Science， 2002， 115（24）：4727-4734.