细胞凋亡范文10篇

细胞凋亡范文篇1

1900年，Regand首次认识到精子发生过程中存在着生殖细胞的退化。对大鼠等啮齿目动物的研究表明，生精过程中实际产生的精子数量比理论预测减少25%～75%［1］。20世纪70年代，Kerr等提出细胞凋亡（apoptosis）的概念，包括程序化细胞死亡（programmedcelldeath,PCD）和非程序化细胞死亡（nonprogrammedcelldeath,NPCD），提示细胞凋亡在男性生殖中具有重要影响［2］。现已证实，睾丸生殖细胞退化是通过细胞凋亡实现的。在精子发生各个阶段，都存在自发性的生精细胞凋亡。但不同时期凋亡细胞数目有很大差异，原位检测表明，在精子发生过程中主要是精原细胞和精母细胞发生凋亡，而精子细胞凋亡很少发生。精原细胞特别是A精原细胞凋亡是导致精子数少的主要原因，其凋亡均发生在有丝分裂期间。精母细胞凋亡发生在减数分裂过程中的细线前期、偶线期，特别是粗线期。睾丸就是通过精原细胞不断增殖，同时过量的受到损伤的生精细胞不断凋亡，来控制精子细胞数目，维持精子发生的动态平衡。本文就睾丸生殖细胞凋亡的生理意义、机制和影响因素作一综述。

1生精细胞凋亡及其生理意义

生精过程是指精原细胞经过多次有丝分裂，最后发育成精子，其中存在精细复杂的调节机制。生精细胞凋亡主要发生在三个阶段：首先是在A型精原细胞的有丝分裂；其次是精母细胞的减数分裂；最后是精子发生的过程［3］。生精细胞的凋亡还与生精上皮处于生精周期阶段有关，不同发育阶段的生精细胞对相同刺激因素反应性不同，由此推测生精细胞凋亡有多种调节机制。现研究较多的是在激素和睾丸局部加热诱导下，生精细胞凋亡的调控机制，着也是目前较有希望的男性节育调节手段［4］。生精细胞凋亡具有重要生理意义，参与维持精子发生过程的动态平衡，维持支持细胞与生精细胞的最佳比例，清除基因异常生殖细胞，调节生精过程中精子数量和质量，是机体保持生殖遗传稳定的重要防御机制。在病理状态下，细胞凋亡则导致少精或无精子症发生［5，6］。

2生精细胞凋亡机制

2.1Bcl-2蛋白家族它包括促凋亡的蛋白（Bax、BAD、Bak、Bik、Bok、Diov、Hrk、BID和抑制凋亡的蛋白（Bcl-2、Bcl-xlr、Mcl-1、Bcl-w、Bfl-1/A1）。他们分别控制着细胞死亡通路的各个阶段。Furuchi和Rodriguez发现［7，8］，过分表达Bcl-2的转基因大鼠，会出现精原细胞增生，并且生精细胞凋亡的机会也减少。Bax缺失的大鼠会导致减数分裂前期生精细胞不正常积累，从而造成生精过程紊乱，以致没有生育能力。另外一些Bcl-w缺失的大鼠也没有生育能力［9］。这些资料都证实了Bcl-2蛋白家族的选择性表达对生精过程异常重要。

2.2肿瘤抑制蛋白P53P53蛋白和Bcl-2蛋白家族一样调控着细胞内的死亡信号途径。许多研究报告证明P53在生精细胞的凋亡中起着关键的作用，包括自发性的和损伤诱使的生精细胞的凋亡［10］。缺P53基因的大鼠虽然生长发育正常，也有生育能力，但是在射线作用或实验性隐睾后表现出生精细胞凋亡的滞后，并且凋亡数目也减少［11，12］。尽管大多数的资料表明P53仅调节有丝分裂的生精细胞的活性来控制细胞凋亡，近来也有资料表明它也在生精细胞的减数分裂和减数分裂后期起着关键的作用，从而影响细胞凋亡。

2.3caspase-3蛋白酶caspase-3是一种活化胞浆的蛋白酶，它是一种死亡蛋白酶，凋亡细胞通过它的数目的增多从而启动凋亡的级联反应。Kumi-Diaka用5，7，45-三羟异黄铜（genistein）作用于TM4细胞株后［13］，同时发现了细胞的凋亡和坏死并且caspase-3的酶活性提高，因此表明在用genistein引起的睾丸内生精细胞和支持细胞的凋亡可能包括启动caspase-3蛋白激酶这一信号通路的作用。

2.4Fas/CD95系统Fas信号系统由相互作用的蛋白Fas（CD95/APO-1）和FasL（CD95L/APO-1L）组成。Fas是属于TNF受体家族的一种I型跨膜蛋白，它广泛存在于各种组织中。FasL是II型的膜蛋白，它以跨膜和可溶性的分泌形式（sFasL）存在［14，15］。sFasL可以在远距离范围内调控表达Fas蛋白的细胞凋亡。免疫组化的结果证明，支持细胞在它们的质膜上表达FasL，而生精细胞则选择表达Fas［16］。现在已有多种证据证明Fas信号系统启动生精细胞的凋亡：（1）在混合培养的支持细胞和生精细胞中加入FasL的反义核苷酸（阻断了FasL的翻译），明显看到生精细胞凋亡数目的减少；（2）Fas和FasL的mRNA的表达量随着动物年龄的不同而不同，在大鼠中是16～33天最多，而此时刚好是大鼠生精细胞凋亡的高峰；（3）加入模拟FasL功能的Fas的激动剂（一种抗Fas的抗体，Jo-2），生精细胞的数目大大减少。此外，在一些有害化合物引起的睾丸损伤中，Fas系统也与生精细胞的凋亡密切相关。Boekelheide［17］用MEHP诱使睾丸损伤的实验表明，随着生精细胞凋亡数目的增多，Fas和FasL的表达量也提高，并相应达到峰值。而且，Fas的活性部分RIP和FAP-1的表达也增多。因此，Fas/FasL是一个重要的旁分泌系统，它不仅影响生精细胞生理条件的凋亡，控制着生精过程的稳态，而且也在有毒物质诱使的睾丸损伤中极大地影响了生精细胞数目。

3生精细胞凋亡与激素

3.1睾酮（testosterone,T）又称生精激素，由睾丸间质细胞合成、分泌。大量研究表明，睾酮水平的降低是生精凋亡的重要原因。利用间质细胞毒性物质——乙基二甲基磺酸盐（EDS）处理大鼠，2天后睾丸中检测不到3β-羟类固醇脱氢酶，8天后凋亡指数增加，长时间EDS处理，粗线期精母细胞和精子细胞的凋亡明显增加［18］。睾酮是通过与支持细胞合成的雄激素受体（AR）特异结合发挥其生物学效应的。睾酮在精原细胞、精母细胞的发育及精子细胞的变态过程起作用，较高水平的睾酮对精原细胞的发育是必须的。睾酮有选择地在生精周期VII-VIII阶段起调节作用。抑制睾酮分泌、VII-VIII期的生精细胞首先发生凋亡［19］。另有研究结果显示，切除大鼠垂体后，睾丸体积明显缩小，精子发生停滞在初级精母细胞阶段，给予大剂量的外源睾酮可重新诱导精子发生。给予成年大鼠甲氧乙酸选择性破坏间质细胞，睾酮血清水平降低，生精细胞凋亡明显增加［20］。

3.2促卵泡激素正常精子发生过程需要促卵泡激素（folliclestimulatinghormone,FSH）存在。大量研究表明，FSH是灵长类精子发生启动的主要调节者之一，促卵泡激素被拮抗或其水平降低，都能使生殖细胞发生凋亡。FSH通过支持细胞上其唯一的受体FSHR发挥其作用。陈雪雁等［21］提取RNA进行斑点杂交发现FSHRmRNA的杂交信号全部位于支持细胞，于XIII-I期最强，VII-VIII期最弱，在II-VII期处于中等水平。可推测FSH主要作用于XII-I期，调节精原细胞的分裂和精母细胞的减数分裂过程，决定进入精子形成期的圆形精子细胞的数量。缺乏FSH导致粗线期精母细胞凋亡。Tesarik等［22］体外培养生殖细胞和支持细胞发现FSH和睾酮有作用的交叉点，睾酮可增强FSH对生殖细胞凋亡的调控作用，二者协同作用，共同维持正常的精子发生过程。

3.3促性腺激素释放激素丘脑下部分泌的促性腺激素释放激素（gonaditrophin-releasinghormone,GnRH）使垂体释放FSH和LH，FSH、LH分别刺激支持细胞和间质细胞做出应答，为精子发生创造微环境。用GnRH拮抗剂处理大鼠，生精周期特异阶段生殖细胞凋亡明显增加。Sinha-Hikin等［23］发现，给成年大鼠-GnRH拮抗剂后5天（VII-VIII阶段）和7天（VII-VIII和IX-XI阶段）生精细胞凋亡DN段明显增加，14天（I、II-IV、V-VI和VII-XIV阶段）达最高值。

3.4催乳素关于催乳素（prolactin，PRL）对生精细胞凋亡的研究相对较少，Yazawa等［24］对日本红腹蝾螈睾丸的研究发现，PRL水平提高只会导致生精周期中倒数第2期凋亡发生，推测可能是时间和细胞类型的特殊性引起的，也可能是PRL受体（PRLR）只在倒数第2期表达，或者PRLR全程都表达，只不过在倒数第2期细胞信号系统的组成跟其他期不同所致。他凋亡作用，这主要取决于FSH/PRL的比例。在分子水平上对PRL促进生精细胞凋亡的研究相当匮乏。用PRL类似物质（CHX）处理后，睾丸内caspase活性有高表达，并且可能由一种新的未经确定的caspase来介导［25］。PRL的许多功能表现为促进增生，但其促进凋亡的机制还有待进一步深入研究。

【参考文献】

1BillingAD.Apoptosisinthetestisgermcells:developmentalchangesingonadotropindependenceandlocalizationtoselectivetubulestages.Endocrinology,1995,136（2）:15-17.

2SaidTM,PaaschU,GlanderHJ，etal.Roleofcaspasesinmaleinfertility.HumReprodUpdate,2004,10（1）:39-51.

3KilincF,GuvelS,KayaselcukF,etal.p53expressionandapoptosisinvaricoceleintherattestis.JUrol,2004,172（6pt1）:2475-2478.

4JMorettiE,DiCairanoG,CapitaniS，etal.Ctyptorchidismandsemenquality:TEMandmolecularstudy.Andrology,2007,28（1）:194-199.

5TheasMS,RivalC,DietrichSJ,etal.Deathreceptorandmitochondrialpathwaysareinvolvedigermcellapoptosisinanexpcrimentalmodelofautoimmuneorchitis.HumReprod,2006,21（7）:734-1742.

6AssinderS,DavisR,FenwickM,etal.Adult-onlyexposureofmaleratstoadietofhighphytoestrogencontentincreasesapoptosisofmeioticandpost-meioticgermcells.Reproduction,2007,133（1）:11-19.

细胞凋亡范文篇2

论文摘要:细胞凋亡又叫细胞程序性死亡，是植物正常发育中必不可少的一部分,目前已成为植物细胞生物学研究的一个热点。本文对植物凋亡的一般特征、植物营养和生殖生长中的细胞凋亡以及植物-病原物互作中的细胞凋亡进行了综合评述,并对植物细胞凋亡研究的现实意义进行了探讨。

细胞凋亡是多细胞生物体在生理或病理条件下部分细胞所采取的一种由内在基因编程调节,通过主动的生化过程而自杀死亡的方式[1]。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以常常又称为细胞编程性死亡。细胞凋亡的现象最早是Kree在1965年观察到的，经过进一步深入研究之后，他于1972年将其重新命名为细胞凋亡。之后近20年，细胞凋亡的研究主要集中在动物，人们越来越认识到细胞调亡在动物生长发育中、尤其在维持动物体内细胞和组织平衡、特化、形态建成和防病、抗病过程中的重要作用。同动物一样，在植物生长发育中也存在着细胞凋亡现象。但由于植物生长发育和细胞结构的特殊性，有关植物细胞凋亡的研究起步较晚。近年来，随着植物细胞凋亡的研究进展，人们逐渐认识到细胞凋亡是高等植物生长发育的必要组成部分，同时也是植物体度过不良环境的重要手段。目前,植物细胞凋亡的研究已成为近年来植物细胞生物学的新兴研究领域和热点之一。本文就植物细胞凋亡的一般特征、检测方法、在植物中的存在及意义作一综合阐述。

1植物细胞凋亡的一般特征

经历细胞凋亡过程的细胞呈现一些典型的形态学变化,光学显微镜或电子显微镜观察可见:细胞体积缩小,染色质凝集、断裂、趋边化,细胞器解体、消失,细胞膜发泡形成凋亡小体(其中包含有凝集的细胞核断片和细胞器)[3.4]。随着研究的深入,分子生物学证据也逐步被阐明:细胞染色质DNA在核小体连接部位断裂,其片段大小为200bp的倍数,经琼脂糖凝胶电泳可见到特征性的DNA梯度(DNAladder),此特征还可以通过超速离心、末端标记电泳以及原位缺口翻译技术等进行定性、定量测定。细胞形态学和分子生物学的变化是细胞凋亡的重要诊断依据。

2细胞凋亡的检测方法

2.1细胞形态学观察法

苏木素-伊红(HE)染色法:石蜡切片的HE染色是组织形态学检测的常规方法,光学显微镜下细胞核呈蓝黑色,胞浆呈淡红色。凋亡细胞在组织中单个散在分布,表现在核染色质致密浓缩,核碎裂等。

(1)电子显微镜。电镜观察,凋亡细胞染色质固缩,常聚集于核膜上呈境界分明的块状或新月形小体,初期细胞可见完整的细胞器,细胞膜完整,凋亡小体形成。目前一致认为,电镜下获得凋亡细胞特征性的形态学改变是判断细胞凋亡的最可靠依据。

(2)荧光显微镜。对体外培养的活细胞经荧光色素处理,可在荧光显微镜下观察细胞形态改变。常用荧光色素有吖啶橙、Hoechst33258或Hoechst33342、碘化丙啶(PI)、溴乙锭(EB)。前两种可分别进入活细胞和死细胞,而后两种荧光素仅能进入死细胞。不同的荧光素使核着染不同颜色的荧光,正常细胞呈均匀荧光染色,而凋亡细胞呈致密浓染的颗粒状或块状荧光。

2.2反映凋亡细胞膜改变的方法：染料排斥法。

除了电镜能反映细胞膜完整性外,还可用染料排斥法,如台盼蓝、PI等。坏死细胞膜破损,被染料着染。而凋亡细胞细胞膜完整,不被着染。但在体外培养的细胞最终也会发生继发性坏死。因此,此法不能单独用来判断凋亡细胞。另一种方法是判断胞质膜的不对称性。在正常细胞膜上,磷脂酰丝氨酸基团(PS)位于胞内侧,而在细胞凋亡早期膜上此基团则转向胞外侧,以利于被吞噬。因此,磷脂酰丝氨酸基团位置的改变,可作为凋亡细胞的一个标志。

2.3反映脱氧核糖核酸有规律断裂的方法

细胞凋亡过程中,DNA有规律地断裂可以通过下述几种方法检测出来。

(1)琼脂糖凝胶电泳法。细胞悬液经裂解消化按常规法提取DNA后,于含EB的琼脂糖凝胶中进行电泳,正常细胞DNA呈单一条带。细胞凋亡时呈典型的梯状条带,系180～200bp左右的及多聚核小体的梯状DNA条带。坏死时则呈现模糊的弥散状条带。DNA电泳法是判断细胞凋亡的经典方法.PEG6000诱导的小麦叶片[7]、羟自由基诱导的烟草细胞[8]、细胞色素c诱导的胡萝卜和烟草原生质体[9]和乙烯诱导的胡萝卜原生质体[10]发生PCD时均检测到DNA梯状条带。

(2)流式细胞仪检测法。细胞发生凋亡时,其细胞膜的通透性增加,但其程度介于正常细胞和坏死细胞之间,利用这一特点,被检测细胞悬液用萤光素染色利用流式细胞仪测量细胞悬液中细胞萤光强度来区分正常细胞、坏死细胞和凋亡细胞。

(3)原位末端标记法(InSituEnd2Labeling,ISEL)。通过DNA多聚酶I把已标记的核苷酸结合到DNA的单链断裂处,以寻找有无Ap发生。标记的方法有同位素标记、荧光素标记、地高辛或生物素标记等。

(4)原位切口平移法(InSituNickTranslation,IS2NT)。利用DNA多聚酶将核苷酸整合到Ap细胞内断裂的DNA3′羟基末端,同时水解5′末端,以修复DNA。若用已标记的核苷酸,即可显示出有断裂DNA的细胞。该法同样也可用于细胞悬液中Ap的观察。

(5)末端转移酶介导的缺口末端标记法(TdT2me2diatedX2dUTPnickendlabeling,TUNEL)。末端转移酶(TdT)介导的X2dUTP缺口标记法是目标原位检测Ap最为敏感、快速、特异的方法,其具有广泛的应用前景。末端转移酶(TdT)可催化在DN段的3′羟基末端合成多核苷酸聚合物的反应,即DN段加尾。利用末端转移酶(TdT)将标记的脱氧核苷酸转移到DNA缺口或3′羟基末端上,通常所用的核苷酸为dUTP,标记物为地戈辛、生物素、荧光素等。

(6)ELISA法。对Ap细胞内DN段的检测还可用ELISA法。悬浮细胞经裂解,高速离心去除核的成分后,取上清加入已包被有抗组蛋白抗体的反应板,反应后再加酶标抗DNA抗体,若上清中含断裂的DN段,则可通过此双抗体夹心法得以检出[11]。

3植物发育过程中的细胞凋亡

萌发的种子中的糊粉层、维管束的木质部、生殖器官的组织(如花药和子房)及根冠等组织中均有细胞凋亡的发生[12]。虽然在细胞水平上,与细胞凋亡相关联的水解酶的激活、一些蛋白的失活以及核DNA的断裂都可以经常观察到,但是这些现象的发生机制到近来才有所了解。

3.1导管的形成

导管是由排列有序的死亡的导管分子(trachearyelements,TEs)构成。王雅清和崔克明[13]对杜仲木质部导管分化的研究证明,其分化过程也发生了细胞凋亡。所有这些研究都表明木质部导管分化与细胞凋亡有密切关系。玉米生长过程中在一定条件下根部皮层细胞崩溃死亡形成通气组织,而通气组织与植物的同化、呼吸、蒸腾作用都有密切关系[14].

3.2单性花的形成

许多单性花植物在花原基分化时存在雌蕊和雄蕊原基细胞,在后期发育的特定阶段雌蕊或雄蕊原基细胞出现细胞凋亡,从而最终形成单性花。

3.3大、小孢子的形成和发育

大多数种子植物中,大孢子母细胞减数分裂形成4个大孢子。仅有1个能发育成雌配子体,其余的3个大孢子退化。例如,蕨类植物大孢子母细胞减数分裂产生4个大孢子,这4个大孢子通常呈线型或T型排列,仅有1个能继续发育成雌配子体,其余3个都死亡。对其超微结构的研究表明,其退化解体过程也符合细胞凋亡的基本特征[15]。

3．3雌雄配子体的发育

植物中雌雄配子体的发育有细胞凋亡参与其中。裸子植物雄配子体发育过程中,原叶细胞的退化和雌配子中颈细胞、腹沟细胞的消失及珠心细胞的衰退也是细胞凋亡的结果。在被子植物雌配子体(胚囊)发育过程中,珠心组织被作为营养物质吸收而退化的过程是细胞凋亡[16].

3．4胚的发育

在胚性细胞分化和发育过程中,存在着细胞凋亡[17]。植物的胚由受精卵发育而成,在胚的形成过程中,助细胞、反足细胞和胚柄细胞都因发生细胞凋亡而消失。胚柄由受精卵第一次分裂形成,当胚发育到一定阶段,胚柄发生细胞凋亡,形态上表现为质壁分离,原生质体固缩。单子叶植物的种子中,在胚和胚乳之间有一层或几层排列整齐的糊粉层细胞,含大量糊粉粒。胚胎发育早期由胚柄提供营养形成种子,后期则通过糊粉层细胞形成分泌组织,分泌水解酶,水解胚乳成分,种子萌发后,糊粉层功能完成,便开始凋亡,是典型的细胞凋亡。在种子萌发过程中,其他胚乳和无胚乳种子子叶中一些贮藏细胞也会发生类似的细胞凋亡,没有这些细胞凋亡,幼苗就不能正常生长发育,会因饥饿而死亡。

3.5根冠细胞的死亡

根冠位于根尖的顶部,是由许多薄壁细胞组成的冠状结构。在根的发育过程中,根冠细胞不断脱落,并由顶端分生组织不断产生新的细胞,从内侧补充使根冠细胞得以保持定数。对根冠细胞脱落的研究证明,其脱落过程是典型的细胞凋亡。正是这些细胞的主动死亡,才保证了根顶端分生组织在生长过程中避免与土壤磨擦而受伤,进而保证了根的正常发育。对玉米根尖进行低温胁迫或用细胞毒素类药物如放线菌D、秋水仙碱处理后,这些根尖分生组织细胞同样具有DNAladder、染色质和细胞核浓缩等特征,说明环境因子和药物也可诱导根尖细胞发生凋亡[19.20]。

3.6叶发育过程中的细胞凋亡

在叶子的发育过程中,叶缘的各种裂、齿和叶片中的空洞(如龟背竹叶片)的形成等都是由于相关部位细胞的凋亡所造成的。此外,对叶片衰老过程的研究发现,衰老起始时,叶绿体首先被自体吞噬,此后水解酶、RNA酶等活性上升,而且以液泡内半胱氨酸蛋白酶活性最为显著[21],这些都是细胞凋亡的特征。因此,叶子脱落前叶片的衰老过程也是PCD。

4环境胁迫诱导的植物PCD

4.1植物超敏反应中的PCD

超敏反应(hypersensitiveresponseHR)是植物被病原物侵染后所引起的适应性反应,其中的细胞死亡被证明是细胞凋亡。在植物超敏反应中,DN段化,特征性切割核小体的核酸酶被激活等生理生化特征和凋亡小体等形态特征都被证实。4.2盐胁迫诱导的PCD

无机盐KCN、NaCl、CaCl2和一些重金属离子等在一定条件下均可诱导植物细胞出现与动物细胞凋亡类似的特征。宁顺斌[22]等人的实验证明烟草、玉米的根尖在高盐(NaCl500mmol/L)处理后,出现明显的DNA梯状电泳图谱。林久生和王根轩[23]用20%PEG溶液(-0.63MPa)对小麦根系进行渗透胁迫，在小麦叶片DNA琼脂糖凝胶电泳图谱上观察到明显的梯状DNA条带，表明PEG处理诱发了DNA核小体间的断裂，末端脱氧核糖核酸转移酶介导的3’OH末端标记法(TUNEL)检测出现阳性结果。

4.3活性氧与植物细胞凋亡

活性氧是一类具有强氧化能力的物质,主要包括超氧化物、过氧化氢、羟自由基等,各种逆境条件,包括冷害、渗透胁迫、低氧、臭氧、紫外线等导致的植物细胞凋亡最终都与活性氧的产生有关。当细胞外一些信息如辐射、高温等通过细胞活性氧传入细胞引起其脂质过氧化或与细胞凋亡有关基因的表达时，细胞也会凋亡[24]。陈明等[25]研究发现以一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理小麦可以明显提高ROS清除酶，如过氧化物酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸氧化酶等活性，从而清除因盐胁迫产生的氧自由基或活性氧ROS，或直接清除ROS来保持细胞处于还原状态。

5研究植物细胞凋亡的意义及展望

导管细胞的退化死亡、筛管细胞原生质的自溶,形成了植物体的输导组织;这些细胞死亡之前,细胞内物质可被其他细胞回收利用,这是植物能够独立营养的一个特性,叶片衰老死亡即是适应营养重新分配的结果,但这个过程却影响了农产品的产量。因此,要搞清植物细胞凋亡的发生程序,对粮食生产及作物储藏技术改良都具有重要的现实意义。在超敏反应中,被病原体感染的宿主细胞采取主动死亡的方式,从而限制感染部位病原菌的生长,阻止病原菌的传播,以达到防病抗病的目的。这种植物自身的主动抗病反应,若在植物抗病育种中加以应用,使植物能够自动、有效地抵抗病原物的侵染,就可以减少农药的使用,避免环境污染,从而提高人类生活质量。

由于植物细胞凋亡的同步性很低、凋亡时间很短,同时由于细胞内各种因子相互作用,调控机制及其复杂,使分子生物学技术应用于细胞水平的研究存在很大困难。近年来,利用非细胞体系来研究细胞凋亡的模式的建立和应用弥补了上述不足。有研究表明[26],利用非细胞体系研究细胞内复杂的生化活动具有独特的优越性,在细胞周期调控、DNA复制、核小体与染色质构建等研究中发挥了重要作用。非细胞凋亡体系的建立与利用,在很大程度上促进了人们对植物细胞凋亡生化和分子机制的研究,为植物细胞凋亡研究开辟了新途径。

随着植物细胞凋亡的研究的逐步深入,发现植物细胞凋亡需要研究的方面还很多。植物体发生细胞凋亡的机理还不清楚,植物细胞中与细胞凋亡有关的基因研究还远没有动物深入。尽管许多实验表明植物细胞凋亡与动物是相似的,但分子水平共同特征少,目前仅发现少数几个基因参与植物细胞凋亡的过程[27]。研究过程中常局限于某一特定现象,很少有将这些现象和植物发育的具体过程联系起来,加上植物生长周期较长,给研究带来一定困难。植物细胞凋亡的研究如果能与植物的经济利用联系起来,将具有重要实践价值。如能发现诱导果实发育中细胞凋亡发生的因子,通过人为调控,改变生长发育期,提高果品产量和品质,则将会极大地推动果树现代化生产的发展。

参考文献

[1]张亚历等.编程性细胞死亡及研究方法[J].细胞生物学杂志,17(3):127-128.

[2]蒋争凡,翟中和.细胞凋亡[J].科学通报,1999,44(18):1920-1928.

[3]宝福凯.编程性细胞死亡的研究现状及展望[J].1995年,细胞生物学杂志,17(3):122-126.

[4]杨帆，王文亮，王伯云.细胞与分子免疫学杂志，1997，13（1）：8—9

[7]林久生,王根轩.渗透胁迫诱导的小麦叶片细胞程序性死亡.植物生理学报,2001,27:221～225.

[8]夏慧莉,陈浩4华志明，陈睦传，沈明山.生物工程进展，1998，18（3）：32—36

[9]孙英丽,赵允,刘春香,翟中和.细胞色素c能诱导植物细胞编程性死亡.植物学报,1999,41:379～383.

[10]周军,朱海珍,姜晓芳,戴尧仁.乙烯诱导胡萝卜原生质体凋亡.植物学报,1999,41:747～750.

[11]张伟成,严文梅,娄成后.小麦衰退珠心中解体原生质体向胚囊的迁移及其对增殖中反足细胞的哺育[J].植物学报,1984,26(1):11221.

[12]郭小丁.植物细胞的编程性死亡[J].1998年,植物学通报,15(5):40-43.

[13]王雅清,崔克明.杜仲次生木质部导管分子分化中的程序性死亡[J].植物学报,1998,40:1102-1107.

[14]华志明,陈睦传,沈明山.细胞生存与死亡的社会控制[J].1998年,生物工程进展,18(3):32–36

.[15]陈朱希昭,陈耀堂,高信曾.太谷核不育小麦花药组织和小孢子发生的超微结构研究[J]1植物学报,1984,26:235–240

[16]尤瑞麟.小麦珠心细胞衰退过程的超微结构研究[J].植物学报,1985,27:345-353.

[17]邢更妹,李杉.植物体细胞胚发生中抗氧化系统代谢动态和细胞程序性死亡[J].生命科学,2000,12(5):214-216..

[19]宁顺斌,宋运淳,王玲,等.低温胁迫诱导玉米根尖细胞凋亡的形态和生化证据[J].植物生理学报,2000,26(3):189-194.

[20]宁顺斌,宋运淳.药物诱导的玉米根尖细胞凋亡[J].植物学报,2000,42(7):693-696.

[21]杨征,蔡陈凌,宋运淳.植物细胞凋亡研究进展[J].生物化学和生物物理进展,1999,26(5):4392443

[22]宁顺斌,宋运淳,王玲等.盐胁迫诱导的植物细胞凋亡———植物抗盐的可能性生理机制[J].实验生物学报,2000,33(3):6132623.

潘建伟,陈虹,顾青(2002)环境胁迫诱导的植物细胞程序性死亡.遗传,24:385-388

[23]林久生,王根轩.渗透胁迫诱导的小麦时片细胞程序性死亡.植物生理学报,2001,27(3):221~225

[24]吴逸,戴尧仁.羟自由基诱导烟草细胞凋亡.植物生理学报,1999,25:339～342.

[25]陈明,沈文飚,阮海华,等.一氧化氮对盐胁迫下小麦幼苗根生长和氧化损伤的影响.植物生理与分子生物学学报,2004,30(5):569~576

细胞凋亡范文篇3

【论文摘要】细胞凋亡是通过正常的方式在多细胞生物中消除不需要的、衰老的和受损的细胞，使机体细胞有丝分裂的速度与凋亡的速度相平衡。认识肝病发生、发展中细胞的异常凋亡有重要作用。

细胞凋亡是一个主动过程，是机体在生理或病理条件下受到刺激后，导致细胞产生一系列形态和生化方面的改变而引起的程序性细胞死亡（programmedcelldeath，PCD）。

一、细胞凋亡机制与检测方法

1.凋亡机制

细胞凋亡的生化特点包括质膜磷脂排列方向改变、细胞内离子环境自稳改变、蛋白酶和核酸内切酶激活分别致细胞蛋白质裂解和DNA断裂、细胞内产生神经酰胺、线粒体功能障碍、谷胱甘肽耗竭以及转谷氨酰胺酶激活。参与引发细胞凋亡的蛋白酶有多种，包括半胱氨酰天门冬氨酸特异蛋白酶家族成员和组织蛋白酶等。特别是caspase家族成员与细胞凋亡关系最为密切，至少有14种哺乳动物caspase已获克隆，但仅对caspase-3和caspase-8的功能有所了解。caspase-8在细胞凋亡中发挥启动作用；caspase-3在细胞凋亡中发挥效应作用。由于各caspase可相互激活，所以caspase蛋白酶级联反应是导致细胞凋亡结构改变的主要环节。线粒体功能障碍在细胞凋亡发生机制中起关键作用，能促进线粒体功能障碍的因素很多，包括各种有害刺激和信号传递过程，其中某些配体/受体相互作用最为重要。配体与靶细胞表面受体相结合，就导致复杂的多蛋白复合物形成，即将凋亡信号传递给效应蛋白酶FLICE，FLICE与caspase-8相互反应可激活caspase-8，caspase-8激活后就通过某些不明的机制引发线粒体功能障碍。线粒体功能障碍导致细胞色素C释放，细胞色素C与凋亡激活因子-2相结合，使caspase-3激活。caspase-3又激活DNA断裂因子，导致静息状态的核酸内切酶激活，最终引起DNA断裂。从线粒体功能障碍到DNA断裂，是细胞凋亡生化途径的共同途径。在肝细胞凋亡发生机制中，以Fas配体/Fas受体引发凋亡信号级联反应研究得最多。此外，转化生长因子β1及其受体、肿瘤坏死因子及其受体在肝细胞凋亡发生机制中均起重要作用。细胞凋亡的主要调节因子是B细胞淋巴瘤/白血病-2蛋白家族的成员。Bcl-2，通过抑制凋亡以延长细胞存活时间，是哺乳类动物细胞凋亡的一种强大抑制因子。与Bcl-2关系密切的同源物是Bcl-x，有两个RNA拼接变种，长Bcl-X是较大的拼接变种，短Bcl-X是短拼接变种。

2.检查方法

（1）对细胞凋亡形态学的观察有HE染色光镜观察以及电子显微镜、相差显微镜、共聚焦激光扫描显微镜检查。

（2）对DNA降解片段的分析有琼脂糖凝胶电泳检测DNA以及SouthernBlotting方法。

（3）荧光标记膜蛋白V的检测。

（4）流式细胞技术（FCM）可以对活体或已固定的凋亡细胞进行定量分析。（5）末端脱氧核苷酸转移酶介导的脱氧尿苷三磷酸缺口末端标记术（TUNEL）。（6）免疫组化。

二、肝中的细胞凋亡

近年来研究表明：肝细胞的死亡方式包括坏死和凋亡两种。凋亡在肝脏疾病发展过程中的重要作用得到了人们的重视，现将有代表性的几种肝脏疾病中的凋亡现象分述如下。

1.病毒性肝炎。Fas系统介导的细胞凋亡在肝炎发生发展过程中起着重要作用，在不同条件下，穿孔素、颗粒酶、TNF-α、TGF-β等也参与了肝细胞的凋亡。1998年Galle等报道乙型肝炎时肝细胞Fas表达增强，致敏的细胞毒性T细胞（CTL）表达Fas配基（FasL），CTL经过免疫途径介导肝细胞凋亡，参与病毒的清理和肝炎的病理生理过程。若该反应过强，则可能诱发暴发性肝功能衰竭。

2.肝纤维化。肝纤维化是慢性肝病共有的病理改变，有研究表明各种类型的肝纤维化中都存在凋亡。肝星状细胞（HSC）的激活是肝纤维化发生的中心环节。1998年Gong等报道HSC向肌成纤维细胞（MFB）的转变与sFasL介导的凋亡增强相平行，Bcl-2和Bcl-XL在早期HSC上的表达高于晚期HSC和MFB，Bax则相反。这说明调节HSC的凋亡易感性在肝纤维化发生机制中起重要作用。

3.肝硬变。凋亡现象在肝硬变病例的肝细胞、胆管细胞、单核细胞中普遍存在。1999年Frommel等对照研究了正常肝组织、丙型肝炎和肝硬变标本，发现对Bcl-2的表达逐渐增强，肝硬变患者中表达最强，提出了一种解释肝硬变患者中肝癌高发生率的新机制。

4.肝癌。肝细胞癌形成过程中，不仅癌细胞异常增生，而且突变的细胞凋亡减少，肝癌细胞对凋亡诱导反应明显缺陷，1998年Jodo等报道肝癌血清中sFas水平升高，切除肿瘤后，sFas水平即下降。一些抑癌剂如:硒、类维生素A、化疗药物等可促进鼠肝的潜在恶性细胞的凋亡，从而降低肝癌的发病率，这从一个侧面反映了凋亡在肝癌发病机制中的地位。1997年CrasL等报道在非基因毒性致癌物nafenopin所致的原发性肝癌中，正常肝细胞和肝肿瘤细胞都会受到抑制。当nafenopin的作用消失后，二者的凋亡都增加。后者的增殖率和凋亡率都高于前者。

细胞凋亡范文篇4

【论文摘要】细胞凋亡是通过正常的方式在多细胞生物中消除不需要的、衰老的和受损的细胞，使机体细胞有丝分裂的速度与凋亡的速度相平衡。认识肝病发生、发展中细胞的异常凋亡有重要作用。

细胞凋亡是一个主动过程，是机体在生理或病理条件下受到刺激后，导致细胞产生一系列形态和生化方面的改变而引起的程序性细胞死亡（programmedcelldeath，PCD）。

一、细胞凋亡机制与检测方法

1.凋亡机制

细胞凋亡的生化特点包括质膜磷脂排列方向改变、细胞内离子环境自稳改变、蛋白酶和核酸内切酶激活分别致细胞蛋白质裂解和DNA断裂、细胞内产生神经酰胺、线粒体功能障碍、谷胱甘肽耗竭以及转谷氨酰胺酶激活。参与引发细胞凋亡的蛋白酶有多种，包括半胱氨酰天门冬氨酸特异蛋白酶家族成员和组织蛋白酶等。特别是caspase家族成员与细胞凋亡关系最为密切，至少有14种哺乳动物caspase已获克隆，但仅对caspase-3和caspase-8的功能有所了解。caspase-8在细胞凋亡中发挥启动作用；caspase-3在细胞凋亡中发挥效应作用。由于各caspase可相互激活，所以caspase蛋白酶级联反应是导致细胞凋亡结构改变的主要环节。线粒体功能障碍在细胞凋亡发生机制中起关键作用，能促进线粒体功能障碍的因素很多，包括各种有害刺激和信号传递过程，其中某些配体/受体相互作用最为重要。配体与靶细胞表面受体相结合，就导致复杂的多蛋白复合物形成，即将凋亡信号传递给效应蛋白酶FLICE，FLICE与caspase-8相互反应可激活caspase-8，caspase-8激活后就通过某些不明的机制引发线粒体功能障碍。线粒体功能障碍导致细胞色素C释放，细胞色素C与凋亡激活因子-2相结合，使caspase-3激活。caspase-3又激活DNA断裂因子，导致静息状态的核酸内切酶激活，最终引起DNA断裂。从线粒体功能障碍到DNA断裂，是细胞凋亡生化途径的共同途径。在肝细胞凋亡发生机制中，以Fas配体/Fas受体引发凋亡信号级联反应研究得最多。此外，转化生长因子β1及其受体、肿瘤坏死因子及其受体在肝细胞凋亡发生机制中均起重要作用。细胞凋亡的主要调节因子是B细胞淋巴瘤/白血病-2蛋白家族的成员。Bcl-2，通过抑制凋亡以延长细胞存活时间，是哺乳类动物细胞凋亡的一种强大抑制因子。与Bcl-2关系密切的同源物是Bcl-x，有两个RNA拼接变种，长Bcl-X是较大的拼接变种，短Bcl-X是短拼接变种。

2.检查方法

（1）对细胞凋亡形态学的观察有HE染色光镜观察以及电子显微镜、相差显微镜、共聚焦激光扫描显微镜检查。

（2）对DNA降解片段的分析有琼脂糖凝胶电泳检测DNA以及SouthernBlotting方法。

（3）荧光标记膜蛋白V的检测。

（4）流式细胞技术（FCM）可以对活体或已固定的凋亡细胞进行定量分析。（5）末端脱氧核苷酸转移酶介导的脱氧尿苷三磷酸缺口末端标记术（TUNEL）。（6）免疫组化。

二、肝中的细胞凋亡

近年来研究表明：肝细胞的死亡方式包括坏死和凋亡两种。凋亡在肝脏疾病发展过程中的重要作用得到了人们的重视，现将有代表性的几种肝脏疾病中的凋亡现象分述如下。

1.病毒性肝炎。Fas系统介导的细胞凋亡在肝炎发生发展过程中起着重要作用，在不同条件下，穿孔素、颗粒酶、TNF-α、TGF-β等也参与了肝细胞的凋亡。1998年Galle等报道乙型肝炎时肝细胞Fas表达增强，致敏的细胞毒性T细胞（CTL）表达Fas配基（FasL），CTL经过免疫途径介导肝细胞凋亡，参与病毒的清理和肝炎的病理生理过程。若该反应过强，则可能诱发暴发性肝功能衰竭。

2.肝纤维化。肝纤维化是慢性肝病共有的病理改变，有研究表明各种类型的肝纤维化中都存在凋亡。肝星状细胞（HSC）的激活是肝纤维化发生的中心环节。1998年Gong等报道HSC向肌成纤维细胞（MFB）的转变与sFasL介导的凋亡增强相平行，Bcl-2和Bcl-XL在早期HSC上的表达高于晚期HSC和MFB，Bax则相反。这说明调节HSC的凋亡易感性在肝纤维化发生机制中起重要作用。

3.肝硬变。凋亡现象在肝硬变病例的肝细胞、胆管细胞、单核细胞中普遍存在。1999年Frommel等对照研究了正常肝组织、丙型肝炎和肝硬变标本，发现对Bcl-2的表达逐渐增强，肝硬变患者中表达最强，提出了一种解释肝硬变患者中肝癌高发生率的新机制。

4.肝癌。肝细胞癌形成过程中，不仅癌细胞异常增生，而且突变的细胞凋亡减少，肝癌细胞对凋亡诱导反应明显缺陷，1998年Jodo等报道肝癌血清中sFas水平升高，切除肿瘤后，sFas水平即下降。一些抑癌剂如:硒、类维生素A、化疗药物等可促进鼠肝的潜在恶性细胞的凋亡，从而降低肝癌的发病率，这从一个侧面反映了凋亡在肝癌发病机制中的地位。1997年CrasL等报道在非基因毒性致癌物nafenopin所致的原发性肝癌中，正常肝细胞和肝肿瘤细胞都会受到抑制。当nafenopin的作用消失后，二者的凋亡都增加。后者的增殖率和凋亡率都高于前者。

细胞凋亡范文篇5

【论文摘要】细胞凋亡是通过正常的方式在多细胞生物中消除不需要的、衰老的和受损的细胞，使机体细胞有丝分裂的速度与凋亡的速度相平衡。认识肝病发生、发展中细胞的异常凋亡有重要作用。

细胞凋亡是一个主动过程，是机体在生理或病理条件下受到刺激后，导致细胞产生一系列形态和生化方面的改变而引起的程序性细胞死亡（programmedcelldeath，PCD）。

一、细胞凋亡机制与检测方法

1.凋亡机制

细胞凋亡的生化特点包括质膜磷脂排列方向改变、细胞内离子环境自稳改变、蛋白酶和核酸内切酶激活分别致细胞蛋白质裂解和DNA断裂、细胞内产生神经酰胺、线粒体功能障碍、谷胱甘肽耗竭以及转谷氨酰胺酶激活。参与引发细胞凋亡的蛋白酶有多种，包括半胱氨酰天门冬氨酸特异蛋白酶家族成员和组织蛋白酶等。特别是caspase家族成员与细胞凋亡关系最为密切，至少有14种哺乳动物caspase已获克隆，但仅对caspase-3和caspase-8的功能有所了解。caspase-8在细胞凋亡中发挥启动作用；caspase-3在细胞凋亡中发挥效应作用。由于各caspase可相互激活，所以caspase蛋白酶级联反应是导致细胞凋亡结构改变的主要环节。线粒体功能障碍在细胞凋亡发生机制中起关键作用，能促进线粒体功能障碍的因素很多，包括各种有害刺激和信号传递过程，其中某些配体/受体相互作用最为重要。配体与靶细胞表面受体相结合，就导致复杂的多蛋白复合物形成，即将凋亡信号传递给效应蛋白酶FLICE，FLICE与caspase-8相互反应可激活caspase-8，caspase-8激活后就通过某些不明的机制引发线粒体功能障碍。线粒体功能障碍导致细胞色素C释放，细胞色素C与凋亡激活因子-2相结合，使caspase-3激活。caspase-3又激活DNA断裂因子，导致静息状态的核酸内切酶激活，最终引起DNA断裂。从线粒体功能障碍到DNA断裂，是细胞凋亡生化途径的共同途径。在肝细胞凋亡发生机制中，以Fas配体/Fas受体引发凋亡信号级联反应研究得最多。此外，转化生长因子β1及其受体、肿瘤坏死因子及其受体在肝细胞凋亡发生机制中均起重要作用。细胞凋亡的主要调节因子是B细胞淋巴瘤/白血病-2蛋白家族的成员。Bcl-2，通过抑制凋亡以延长细胞存活时间，是哺乳类动物细胞凋亡的一种强大抑制因子。与Bcl-2关系密切的同源物是Bcl-x，有两个RNA拼接变种，长Bcl-X是较大的拼接变种，短Bcl-X是短拼接变种。

2.检查方法

（1）对细胞凋亡形态学的观察有HE染色光镜观察以及电子显微镜、相差显微镜、共聚焦激光扫描显微镜检查。

（2）对DNA降解片段的分析有琼脂糖凝胶电泳检测DNA以及SouthernBlotting方法。

（3）荧光标记膜蛋白V的检测。

（4）流式细胞技术（FCM）可以对活体或已固定的凋亡细胞进行定量分析。（5）末端脱氧核苷酸转移酶介导的脱氧尿苷三磷酸缺口末端标记术（TUNEL）。（6）免疫组化。

二、肝中的细胞凋亡

近年来研究表明：肝细胞的死亡方式包括坏死和凋亡两种。凋亡在肝脏疾病发展过程中的重要作用得到了人们的重视，现将有代表性的几种肝脏疾病中的凋亡现象分述如下1.病毒性肝炎。Fas系统介导的细胞凋亡在肝炎发生发展过程中起着重要作用，在不同条件下，穿孔素、颗粒酶、TNF-α、TGF-β等也参与了肝细胞的凋亡。1998年Galle等报道乙型肝炎时肝细胞Fas表达增强，致敏的细胞毒性T细胞（CTL）表达Fas配基（FasL），CTL经过免疫途径介导肝细胞凋亡，参与病毒的清理和肝炎的病理生理过程。若该反应过强，则可能诱发暴发性肝功能衰竭。

2.肝纤维化。肝纤维化是慢性肝病共有的病理改变，有研究表明各种类型的肝纤维化中都存在凋亡。肝星状细胞（HSC）的激活是肝纤维化发生的中心环节。1998年Gong等报道HSC向肌成纤维细胞（MFB）的转变与sFasL介导的凋亡增强相平行，Bcl-2和Bcl-XL在早期HSC上的表达高于晚期HSC和MFB，Bax则相反。这说明调节HSC的凋亡易感性在肝纤维化发生机制中起重要作用。

3.肝硬变。凋亡现象在肝硬变病例的肝细胞、胆管细胞、单核细胞中普遍存在。1999年Frommel等对照研究了正常肝组织、丙型肝炎和肝硬变标本，发现对Bcl-2的表达逐渐增强，肝硬变患者中表达最强，提出了一种解释肝硬变患者中肝癌高发生率的新机制。

4.肝癌。肝细胞癌形成过程中，不仅癌细胞异常增生，而且突变的细胞凋亡减少，肝癌细胞对凋亡诱导反应明显缺陷，1998年Jodo等报道肝癌血清中sFas水平升高，切除肿瘤后，sFas水平即下降。一些抑癌剂如:硒、类维生素A、化疗药物等可促进鼠肝的潜在恶性细胞的凋亡，从而降低肝癌的发病率，这从一个侧面反映了凋亡在肝癌发病机制中的地位。1997年CrasL等报道在非基因毒性致癌物nafenopin所致的原发性肝癌中，正常肝细胞和肝肿瘤细胞都会受到抑制。当nafenopin的作用消失后，二者的凋亡都增加。后者的增殖率和凋亡率都高于前者。

细胞凋亡范文篇6

【论文摘要】凋亡是细胞的主动死亡过程，此过程涉及一系列基因的激活表达和调控。在细胞的正常发育过程中，约有半数细胞通过凋亡途径被清除。由于细胞凋亡在胚胎发育、新旧细胞更替、免疫反应终止、肿瘤发生和自发抑制，以及许多免疫性、神经退行性疾病和衰老等方面均发挥重要作用，阐明细胞凋亡的发生及其调控机制将对相关疾病的治疗展示光明的前景。本文就细胞凋亡信号传导途径研究及其最新进展作一综述。

细胞凋亡主要通过受体介导的信号途径诱导细胞凋亡因子或刺激因素通过第二信使系统传递信号，信号传递途径决定了细胞的命运。本文尝试从细胞凋亡信号传导途径角度来对其机制做一概述。

1死亡受体信号通路

死亡受体配体主要通过以半胱氨酸蛋白酶下几个方面启动信号传导：受体齐聚、特殊衔接蛋白募集和caspase级联活化。

以Fas/FasL为例：Fas是一种跨膜蛋白，属肿瘤坏死因子受体超家族成员，它与FasL结合可以启动凋亡信号的转导引起细胞凋亡。其活化包括以下步骤：首先配体诱导受体三聚体化，然后在细胞膜上形成凋亡诱导复合物，这个复合物中包括带有死亡结构域的Fas相关蛋白FADD[2]。Fas又称CD95，是由325个氨基酸组成的受体分子，Fas一旦和配体FasL结合，可通过Fas分子启动致死性信号转导，最终引起细胞一系列特征性变化，使细胞死亡。Fas作为一种普遍表达的受体分子，可出现于多种细胞表面，但FasL的表达却有其特点，通常只出现于活化的T细胞和NK细胞，因而已被活化的杀伤性免疫细胞往往能够最有效地以凋亡途径置靶细胞于死地。Fas分子胞内段带有特殊的死亡结构域。三聚化的Fas和FasL结合后，使三个Fas分子的死亡结构域相聚成簇，吸引了胞浆中另一种带有相同死亡结构域的蛋白FADD[3]。FADD是死亡信号转录中的一个连接蛋白，它由两部分组成：C端（DD结构域）和N端（DED）部分。DD结构域负责和Fas分子胞内段上的DD结构域结合，该蛋白再以DED连接另一个带有DED的后续成分，由此引起N段DED随即与无活性的半胱氨酸蛋白酶8（caspase-8）酶原发生同嗜性交联，聚合多个caspase-8的分子，caspase-8分子遂由单链酶原转成有活性的双链蛋白，进而引起随后的级联反应，活化caspase-8通过两个平行级联刺激细胞凋亡：直接切割和活化caspase-3；切割Bid（Bcl-2家族蛋白），截型Bid（tBid）移位至线粒体，诱导细胞色素C释放，从而活化caspase-9和caspase-3，作为酶原而被激活，引起下面的级联反应，细胞发生凋亡[4]。TNF诱导的细胞凋亡途径与此类似[5]。TNF和DR-3L能够传导促凋亡和抗凋亡信号。TNFR和DR3通过接头蛋白TRADD和活化caspase-8加速细胞凋亡。另一方面，活化NF-κB和诱导存活基因（IAP）的一种接头蛋白复合物（包括RIP）可抑制细胞凋亡。通过Apo2L诱导细胞凋亡需要caspase活性，但是否需要接头蛋白参与尚不清楚。

2线粒体信号通路

线粒体改变引起细胞凋亡已知有三种机制：①电子传递、氧化磷酸化和ATP产生的破坏；②释放激发caspase家族的蛋白，如细胞色素C；③改变细胞氧化还原潜能。能促进线粒体功能障碍的因素很多，包括各种有害刺激和信号传递过程，其中某些配体/受体相互作用最为重要。配体与靶细胞表面受体相结合，导致复杂的多蛋白复合物形成，即将凋亡信号传递给效应蛋白酶FLICE，FLICE与caspase-8相互反应，可激活caspase-8，caspase-8激活后就通过某些不明的机制引发线粒体功能障碍[6]。

线粒体功能障碍导致细胞色素C释放，细胞色素C从线粒体释放是细胞凋亡的关键步骤，释放到细胞浆的细胞色素C在dATP存在的条件下能与凋亡激活因子1结合，使其形成多聚体，并促使caspase-9与其结合形成凋亡小体，caspase-9被激活，被激活的caspase-9能激活其它的caspase如caspase-3等，caspase-3又激活DNA断裂因子，导致静息状态的核酸内切酶激活，最终引起DNA断裂[7-8]。从线粒体功能障碍到DNA断裂，是细胞凋亡生化途径的共同途径。由于各caspase可相互激活，所以caspase蛋白酶级联反应是导致细胞凋亡结构改变的主要环节。线粒体功能障碍在细胞凋亡发生机制中起关键作用。

3内质网信号通路

这一信号传导通路包括非折叠蛋白反应和钙离子起始信号等机制，内质网应激可特异性激活caspase-12，caspase-12裂解caspase-3等下游效应蛋白酶，最终导致细胞凋亡。

内质网相关细胞凋亡是不同于受体介导或线粒体介导DNA损伤的另一种新的细胞凋亡途径。内质网与细胞凋亡相联系表现在两个方面：一是内质网对Ca2+的调控，二是内质网应激反应。内质网是细胞内最重要的蛋白质合成折叠的场所，同时也是细胞内Ca2+的主要储存库，它包含有钙调节分子伴侣，后者在糖基化蛋白质和非糖基化蛋白质的正确折叠中起重要作用；内质网腔内还包含有凋亡蛋白(如caspase-12，Bap31和Bcl-2)。钙调节分子伴侣凋亡蛋白决定了细胞对内质网应激和凋亡的敏感性。相对高浓度的Ca2+一方面可以激活胞质中的钙依赖性蛋白酶,另一方面可以作用于线粒体，影响其通透性的改变，进而促进凋亡。位于内质网上的抑凋亡蛋白Bcl-2则可以调节内质网腔中的游离Ca2+浓度，使胞质中的Ca2+维持在合适的中等浓度水平，从而起到抑制凋亡的作用。内质网内错误折叠蛋白质聚集就会导致内质网分子伴侣基因表达激活，内质网未折叠反应(UPR)机制包括定位于内质网膜上的转录因子ATF6激活，内质网膜激酶IREI的聚集并抑制另一个内质网膜激酶PERK的表达，进一步使错误折叠蛋白质降解。当未折叠蛋白质过度聚集变成有毒性时就会触发细胞凋亡。信号主要通过caspase-12下传。Bap31可能通过Ca2+介导内质网和线粒体前凋亡信号交流，从而聚集caspase-12和钙联结蛋白calnexin。

4结语

细胞凋亡是有核细胞死亡的生理性通道，通过凋亡清除不必要的、损伤的或病毒感染的细胞，维持机体内环境的稳定。细胞凋亡的失调被认为在自身免疫性疾病、病毒感染、AIDS、心血管疾病、骨质硫松症、老化、肿瘤形成、神经退行性疾病(帕金森氏病)中发挥重要作用。因此，有关细胞凋亡机制在未来的研究还将进一步深入，所取得的进展将为这些疾病发病机理的阐述提供理论依据，也使通过调节凋亡过程治疗这些疾病成为可能。

参考文献

1DuikerEW,MomCH,DeJongs,etal.TheclinicaltrailofTRAIL.EurJCancer,2006,42(14):2233-2240.

2GrulliohC,SullardsMC,FuksZ,etal.CD95(Fas/APO-1)signalsceramidegenerationiddependentoftheeffectorstageofapoptosis.JBiolChem,2000,275(12):8650-8656.

3Klaus-Michael,Debatin,Peter,Hkrammer.Deathreceptorsin

chemotherapyandcancer.Oncogene2004,23:2950-2966.

4ZhaJ,WeilerS,OhKJ,etal.PosttranslationalN-myristoy-lationofBidasamolecularswitchfortargetingmitochondriaandapoptosis.Science,2000,290(5497):1761-1765.

5MicheauO,TschoppJ.InductionofTNFreceptorI-mediatedapoptosisviatwosequentialsignalingcomplexes.Cell,2003,114,181-190.

6MartinIrmler,MargotThome,MichaelHahne,etal.InhibitionofdeathreceptorsignalsbycellularFLIP.Nature,1997,388:190-195.

细胞凋亡范文篇7

论文摘要：就近年来中药抑制细胞调亡的文献进行整理，从中药调控细胞凋亡途径、影响凋亡信号传导、调控凋亡相关基因表达、调控细胞因子4个方面进行系统综述。认为中药在抑制细胞凋亡方面有较好的作用。

细胞凋亡(apoptosis)是一种细胞生理性死亡的形式，是多细胞有机体为保持身体组织稳定、调控自身细胞增殖和死亡之间的平衡、由基因控制的细胞自动性死亡过程，在机体的生长发育、衰老、免疫调节、内环境稳定以及肿瘤、感染、自身免疫性疾病等生理病理过程中均有重要意义。机体通过凋亡过程来清除体内不需要或有害细胞，或通过抗凋亡过程维持细胞功能。抑制凋亡在维护生命个体的稳定、抗衰老等过程中有很重要的作用。近年来有关中药抑制细胞凋亡的研究日渐增多，研究涉及缺氧、缺血等因素导致的神经系统、心脑血管、胃肠功能损伤的保护、肿瘤治疗(放、化疗)后骨髓、免疫功能损伤的防治等方面。中医药可对细胞凋亡过程的不同环节进行调节，进而抑制细胞凋亡，维持机体内平衡，阻止组织病理过程的恶化。

1通过调控细胞凋亡途径抑制凋亡

机体内存在多条细胞凋亡的信号转导途径，其中内源性的线粒体细胞色素C途径和外源性的死亡受体途径所介导细胞凋亡是目前研究较多的途径。

1．1通过调控线粒体细胞色素C途径抑制凋亡许多研究结果均表明，线粒体在细胞凋亡过程中起着“主开关”作用，是最重要的途径之一，其通过Cyt－C途径诱导细胞凋亡。在细胞凋亡信号的刺激下，会使caspases激活，胞质Ca2+水平升高，产生ceramide，诸如此类的改变会直接或间接地引发线粒体通透性转变孔道(PTP)开放，使能量产生中断，线粒体内膜跨膜电位(△ψm)的下降，并导致外膜破裂，释放出Cyt－C等各种活性蛋白，Cyt－C从线粒体内释放是关键的一步。胞浆内的Cyt－C在dA7P存在下，与凋亡蛋白酶活化因子－1(Apaf－1)结合，诱导caspase－9前体的寡聚化，并形成凋亡体。凋亡体的形成可激活caspase－9，继而活化Caspase－3，启动Caspase的级联反应，引起细胞凋亡。

有研究以缺氧／缺糖再给氧为模型，观察清开灵注射液对神经细胞线粒体膜电位的保护作用。结果发现清开灵注射液能显著降低细胞内Ca2+浓度，抑制细胞凋亡，提高线粒体膜电位和活性，认为清开灵注射液可抑制缺氧一缺糖再给氧损伤所致的线粒体膜电位的降低、抑制神经细胞内钙超载与抑制细胞凋亡有关。

1．2通过调控死亡受体途径抑制凋亡凋亡还可以通过死亡受体通路介导，现知死亡受体途径主要包括Fas／FasL途径和TNFa／TNFR途径。死亡受体家族成员包括7NFRl、TNFR2、Fas／CD95、TRAlL－Rs等，当死亡受体与其相应的配基(死亡配体)特异性结合后，将凋亡信号由胞外传人胞内，在连接分子的媒介下，激活Caspase，导致细胞凋亡。1．2．1通过调控Fas／FasL途径抑制凋亡中药可以通过调控Fas／FasL的表达，抑制受损细胞的凋亡。参附注射液对培养的乳鼠心肌细胞缺氧及缺氧／复氧时凋亡相关基因Fas／FasL蛋白表达影响研究发现，结果缺氧4.5h及10.5h后，心肌细胞Fas／FasL蛋白的阳性表达指数(positiveexpressionindex，PEI)参附注射液组明显低于缺氧组；参附注射液可通过下调Fas／FasL蛋白表达，参附注射液组还见到caspase-3活性下降，提示参附注射液抑制乳鼠心肌细胞凋亡是通过Fas／FasL-caspase-3途径实现的。

1．2．2通过调控TNFa／TNFR途径抑制凋亡研究还发现中药通过调控7NFa／TNFR途径抑制细胞凋亡。枸杞多糖对老年大鼠T细胞过度凋亡及相关基因表达研究发现，枸杞多糖可以下调促凋亡的TNFRl基因mRNA表达并上调抗凋亡的Bcl-2基因mRNA表达，降低老年大鼠T细胞的过度凋亡，从而改善老年大鼠T细胞过度凋亡的状态。

2通过影响凋亡信号传导抑制凋亡

细胞抗凋亡的信号转导是在内外生存因子的刺激下，激活多种信号偶联途径的信号转导过程。常见的凋亡信号传导途径有磷脂酰肌醇－3－激酶(P13K)／蛋白激酶B(PKB或称为AKT)途径，RAS－MAPK途径，NF－κB途径，N()途径等。2．1P13K／PKB途径P13K是一种胞内磷脂酰肌醇激酶，PKB是P13K的靶蛋白之一，P13K与PKB是促进凋亡作用的重要调节因子；其过量表达可抑制细胞的凋亡。黄芪多糖(APS)对2型糖尿病大鼠肾组织胰岛素信号分子表达的研究发现，认为黄芪多糖降低2型糖尿病大鼠血糖水平的机制可能与提高糖尿病大鼠肾组织中胰岛素受体(InsR)、胰岛素受体底物－1(IRS－1)、P13K水平，增加组织对胰岛素的敏感性，改善胰岛素信号转导有关。

2．2RAS－MAPK途径丝裂原活化蛋白激酶家族(MAPKS)参与细胞凋亡的信号转导过程。MAPKS级联反应包括MAPKKK，MAPKK与MAPK等3个顺序的活化过程。每一种激酶又由不同成分组成。MAPK包括ERK，jNK／SAPK，P38。有研究探讨肝星状细胞丝裂原活化蛋白激酶(HSCsMAPK)通路中ERK、JNK的活化情况，以及丹参药物血清对磷酸化细胞外信号调节蛋白激酶(P－ERK)、磷酸化氨基末端蛋白激酶(P－JNK)表达，肝纤维化大鼠经丹参药物血清干预后较对照组均显著降低，正常大鼠经丹参药物血清干预后较正常大鼠对照组也均显著减少。表明活化的HSCs中ERK、JNK保持着较高的磷酸化水平，两者介导的信号转导通路是HSCs活化和增殖的重要途径之一；阻断MAPK信号通路可能是丹参治疗肝纤维化的重要作用途径之一。

2．3NF－κB途径在大多数细胞类型中，NF－κB在胞浆中与抑制亚单位lκB结合形成无活性的复合物。在TNF诱导的细胞凋亡过程中，可刺激lκB的磷酸化作用及降解作用。使NF－κB能从复合物中释放并活化，活化的NF-κB迅速转位进入胞核，继而作用于靶基因，诱导基因表达，编码前炎性蛋白，如IFN，细胞因子，生长因子，细胞黏附因子，红细胞生成素与MHC－I类分子等，抑制NOS的生成，并诱导编码凋亡抑制蛋白C－IAPl，C－IAP2基因表达，诱导抗凋亡基因Bcl－2，Bcl－x1的表达。探讨人参皂甙对心血管疾病的保健和防治机制的研究发现，结果显示内毒素脂多糖(LPS)促使HUVECNF－κB向细胞核内转移，人参皂甙则能阻止LPS诱导的NF－κB核内转移；能完全阻止LPS致内皮细胞核提取物NF－κBDNA结合活性；IJs能使HUVl3CPAl－1蛋白及mRNA表达显著增强，人参皂甙则使LPS的这种作用明显减弱。认为人参皂甙对心血管疾病的防治机制之一可能是通过NF－κB途径拮抗LPS致HUVECPAI－1的表达。

2．4NO途径NO对细胞的增殖与存活有双重效应。它可以通过多种机制诱导细胞的凋亡，但在一些特定环境中，NO又可在一些细胞类型中作为凋亡的潜在抑制剂。川芎嗪对多巴胺诱导PCI2细胞凋亡的保护作用的研究发现，认为川芎嗪可抑制DA引起的PCI2细胞凋亡，此作用可能与降低NO生成有关。NO的抗凋亡作用还与caspase水平有关。在死亡配体依赖与配体非依赖的凋亡中，NO均能抑制caspase的活性。黄芪、当归注射液可通过促进NO的生成、诱导caspase3表达促进体外培养的血管平滑肌细胞凋亡。同时还可通过上调bcl－2表达而抑制其阻止氧自由基破坏细胞结构，起抗细胞凋亡作用，通过抑制粘着斑激酶的表达，调节其对细胞增殖和凋亡的影响。已发现，NO在某些细胞类型的线粒体中起抗凋亡作用。如在鼠肝线粒体中，生理浓度的NO能可逆性的抑制PTP的开放，机制是通过膜的去极化与Ca2+的积聚作用。

2．5其他胞浆中游离的Ca2+作为第二信使在凋亡信号传递过程中起关键作用；细胞核内钙离子浓度的持续升高是导致细胞凋亡的主要原因。细胞凋亡时最显著的变化是DNA的断裂，钙离子可直接激活核酸内切酶促进DNA断裂，也可通过激活蛋白酶、磷酸酶和磷脂酶，导致染色质结构完整性的丧失。葛根素及由红参和麦冬有效成分制成的参麦注射液对脑缺血／再灌注中神经细胞均有一定的抑制作用。作用机制可能是阻断Ca2+内流和／或胞内钙库的释放。从抑制神经细胞内钙超载。

目前发现在某些细胞中，cAMP是引起细胞凋亡的信号。细胞内cAMP浓度的上升可激活cAMP依赖性蛋白激酶，使靶细胞上某些丝氨酸和苏氨酸磷酸化，从而影响这些蛋白的生物学功能，引起细胞凋亡。黄精多糖对正常小鼠血糖水平无明显影响；但可显著降低肾上腺素诱发的高血糖小鼠的血糖值；其机制可能是降低肾上腺素模型小鼠肝脏中cAMP的含量，通过抑制凋亡减轻高血糖肝脏的损害。

3通过调控凋亡相关基因表达抑制凋亡

Bcl－2基因家族是最重要的细胞凋亡调控基因。抗凋亡基因bcl－2和bcl－xL是Bcl－2家族蛋白成员中主要的抗凋亡分子。bax基因是Bcl－2家族中重要的促凋亡基因。另外，p53、c－myc、Fas、c－fos等基因均是参与调控细胞凋亡的重要基因。有研究用黄芪注射液进行治疗贫血小鼠，提示黄芪注射液可通过上调抗凋亡蛋白Bcl－XL表达减轻骨髓有核细胞的凋亡，并促进红系、巨核系造血。丹参对持续性非卧床式腹膜透析(CAPD)相关性腹膜硬化模型大鼠腹膜间皮细胞凋亡有抑制作用，其机理是下调Fas基因的蛋白表达，上调Bcl－2基因的蛋白表达。c－los是一种转录调节因子，正常情况下在脑内水平极低。c－fos不适当的过度表达可干预细胞核的修复功能，导致细胞凋亡。有实验表明。c－fos可能诱导脑缺血一再灌流时海马CAl区细胞晚期促凋亡基因的表达，共同调控细胞凋亡，而中药有效成分葛根素可通过下调凋亡相关基因c－fos的表达，减少神经细胞的凋亡，从而具有保护神经的作用。

4通过调控细胞因子抑制凋亡

细胞因子(cytokine，CK)是机体细胞分泌调节细胞增殖、分化与死亡的一大类因子。与凋亡有关的细胞因子有氧自由基、氧化低密度脂蛋白(OX2LDL)及某些细胞因子等。清热解毒方泻心汤可显著降低实验性AS大鼠血清MAD水平，增强SOD活性，降低OX2LDL及N()水平等，从而抑制血管细胞过度凋亡。细胞因子如TNF(Tumomecrotiefactor)具有多种生物学功能，TNF在体外可诱导肿瘤细胞、树突状细胞及大鼠肝细胞出现凋亡，其中TNF-α与凋亡的关系更为密切，能与TNF受体结合，引起细胞内贮存Ca释放，引起细胞内游离Ca2+浓度升高，从而激活Ca2+依赖性核酸内切酶，引起DN段断裂和细胞凋亡。此外，与凋亡有关的细胞因子还有IL-2、IFN-γ、TGFβ1，NK细胞、IL-3、IL-4、IL-6、LAF-1(白细胞黏附因子)、CAM-1(细胞内黏附分子)、GM-CSF(粒细胞－巨噬细胞集落刺激因子)、NGF(神经生长因子)、SCF(干细胞因子)、IGF-1(胰岛素样生长因子)、核转录因子xu等。黄芪对脂多糖(LPS)致大鼠急性肺损伤(AIJ)后大鼠肺组织细胞有保护作用，其机制是减少促炎因子TNF-α、IL-1β的释放，抑制肺泡上皮细胞凋亡。地黄饮子对阿尔茨海默病动物模型细胞凋亡抑制的机制，与上调核转录因子κB、hsp70mRNA的表达，抑制线粒体释放细胞色素C，控制半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的激活有关。

细胞凋亡范文篇8

【论文摘要】细胞过度凋亡参与了缺血再灌注损伤(Ischimiareperfusioninjury,IRI)的发生。我国传统中药丹参可在细胞、分子、基因水平调控IRI时细胞凋亡的发生，从而对IRI具有良好的防治作用。

在肝、肾、脑等器官缺血再灌注损伤(Ischimiareperfusioninjury,IRI)造成的细胞死亡形式中，凋亡也是一种常见而重要的形式[1-4]。组织细胞一旦坏死，目前人们尚无办法干预；但细胞凋亡是受一系列程序控制的过程，人们有可能通过干预死亡程序加以挽救。丹参经现代实验技术证实，对IRI时细胞过度凋亡有抑制作用，本文就此方面的内容予以综述。

1丹参对IRI时细胞凋亡的抑制作用

Wu.W等[5]利用原位细胞凋亡标记(terminaldeoxynucleotidyltransferasemediateduridinenucleotideendlabeling,TUNEL)实验观察到：左大脑中动脉结扎后24h大鼠大脑皮层、尾状核、豆状核缺血区出现大量凋亡细胞，24~48h达到高峰；预先给予丹参则在相应部位只见到少量凋亡细胞；且与对照组比较，24h时间段组织损伤明显减轻。提示丹参可能通过减少神经细胞凋亡对脑IRI发挥保护作用。丹参是否对其他器官也有类似作用目前尚未明了。

2丹参抑制IRI时细胞凋亡的作用机制

2．1减少蛋白酶表达

细胞发生凋亡的中心环节是激活以蛋白酶-白介素-1转化酶(interleukin-1β-convertingenzyme,ICE)组成的级联反应。ICE可在天冬氨酸残基之后将33KD的IL-1前体裂解为17．5KD的IL-1β，属于ICE蛋白酶超家族。

目前已发现13个成员，根据其序列同源性分为3个亚家族：ICE-样、ICE-1样和CPP32样蛋白酶。它们具有保守的底物结合和酶促序列，在天冬氨酸后将底物降解，故该酶现被称为半胱天冬蛋白酶(cysteineapartate-specificproteinase,caspase)，并把上述三个亚家族分别称为caspase-1、caspase-2和caspase-3亚家族。它们的过度表达将导致细胞凋亡的发生[6]。

张金涛等[7]利用S-P免疫组化法发现，前脑IRI后1d，大鼠海马CA1、CA4区出现明显的ICE免疫阳性反应，第3天达高峰，第5天后明显减少；脑皮质也呈现出与海马区类似的现象，ICE免疫阳性反应细胞散在分布。与此相反，丹参组ICE的表达明显减少，特别是大脑皮层区和海马CA1区。因此，作者认为ICE在脑缺血中可能发挥重要的凋亡调节作用；丹参能下调脑缺血区ICE表达，从而发挥其神经保护作用。

2．2阻断诱导细胞凋亡的信号转导

大多数情况下，来自于细胞外的诱导因素，如自由基、细菌、病毒等作用于细胞后转化为细胞凋亡信号，并通过胞内不同的信号转导途径最终激活细胞死亡程序，导致细胞凋亡。因此，凋亡信号转导系统是连接凋亡诱导因素与核DN段化断裂及细胞结构蛋白降解的中间环节[6]。丹参经实验证实，可干预下列已知的凋亡相关信号转导通路，从而实现其抗凋亡作用。

2．2．1死亡因子及其受体介导的信号转导

肿瘤坏死因子(TNF)家族中的TNF、Fas配体、TNF-相关凋亡诱导性配体(TNF-relatedapoptosisinducingligand,TRAIL或Apo2L)和Apo3L能诱导细胞凋亡，因此被称为死亡因子[6]。介导它们诱导凋亡的受体为死亡受体。在体内，TNF主要由巨噬细胞(Mφ)分泌。大量体内外实验证明，丹参不仅可有效抑制Mφ分泌TNF-α，还可以在基因水平抑制TNF-α在肝、肾、心等组织中的蛋白表达[8,9,10,18]。所以，丹参可能通过抑制TNF-α的生成和释放，减少IRI时细胞凋亡。但其具体受体后途径是抑制NF-κB还是JNF/AP-1则目前尚无文献报道。

2．2．2第二信使钙诱导的凋亡

Ca2+是细胞凋亡发生过程中重要的信息分子。［Ca2+］i持续升高可使核酸内切酶激活，DN段化。应用膜联蛋白荧光素(Annexin-V-Fluos)、碘化丙啶(PI)双标记及流式细胞术、全细胞膜片钳放大系统显微荧光测定术同步观察H2O2诱导人类肝细胞(LO2细胞)、内皮细胞(EVC304)凋亡时不同时限Ca2+流变化和丹参提取物Rxa的影响时发现：①H2O2作用后0．5h即出现Ca2+跃升现象；当［Ca2+］i>400nmol/L后1h出现典型的细胞凋亡膜翻转现象，即磷脂酰丝氨酸从细胞膜内层转移到外层；此后，［Ca2+］i持续升高，早期凋亡细胞(Annexia-V+)、死亡细胞(PI+)指数均上升；荧光显微镜下出现大量绿色荧光的早期凋亡细胞和胞浆或胞核红染的死亡细胞。同时［Ca2+］i上升了一个数量级；②在Rax处理组H2O2作用8h后［Ca2+］i尚未超过400nmol/L，与对照组比较差异显著(P<0．01)。其余各指标也相应降低，细胞凋亡数减少[11]。这一实验表明，H2O2诱导的细胞凋亡可能主要是Ca2+依赖性的，且［Ca2+］i>400nmol/L很可能是细胞凋亡启动的早期信号。Rax有效阻抑了第二信使Ca2+跨膜转运，由此可能减少其在核内促进凋亡基因信号传递中的作用及其后引起的细胞凋亡，减轻细胞损伤。分析其机理可能是：①作为咖啡酰缩酚酸衍生物之一的Rax富含酚羟基，可和H2O2发生氧化反应，接受O-生成羧基-COOH，从而直接减轻H2O2对细胞膜及细胞器膜的损伤，减少Ca2+经细胞膜和内质网渗漏入细胞内；②因肝细胞Ca2+内流由钙-钙调蛋白复合物和IP3敏感钙池共同调节。故Rax对LO2极显著的Ca2+阻滞作用可能是直接作用于钙-钙调节蛋白受体，阻止受体操纵性钙通道开放所致[11]。

2．2．3由线粒体损伤后启动的细胞凋亡新近的研究证实，由活性氧(ROS)、细胞内Ca2+超载或缺血缺氧等病理因素也是诱发细胞凋亡的重要触发机制[11,12]。当这些死亡信号到达线粒体后，首先引起线粒体渗透性转换并释放凋亡相关蛋白，包括细胞色素C(cyt-C)及caspase-3等，cyt-C而后参与激活凋亡激活因子与caspase-9的结合及caspase-9的激活，后者继而激活caspase-3，从而导致细胞凋亡。IRI时ROS生成过多，细胞内Ca2+超载，线粒体受损，诱导细胞过度凋亡[6]。丹参具有强大的清除自由基、减轻钙超载、保护线粒体结构和功能的完整等作用，因而可切断上述诱导因素的产生，阻断了此通路启动的细胞凋亡[13-15,17]。

2．3调节凋亡相关基因表达

细胞凋亡是级联式基因表达的结果。目前已知细胞凋亡相关基因多达数十种，根据功能不同分为三类：抑制凋亡基因，如EIB、ZAP、Bcl-2，其中对Bcl-2的研究最为详细而系统；促进凋亡基因，如Fas、Bax、ICE、P53等；双向调控基因，如J-myc、Bclk等。正常情况下，促进凋亡基因与抑制凋亡基因处于协调的对立统一状态，IRI时这种平衡被打破，组织细胞凋亡增多[2]。

张金涛等[7]报道BcL-2在前脑缺血2h就有表达，于6h达高峰，其后减少。此变化以海马CA1区最为显著。说明BcI-2主要在细胞凋亡早期发挥作用。丹参在缺血30min给予后，BcL-2的表达明显增加。赵明中等[15]采用心肌IRI模型，以TUNEL及S-P免疫组化法进一步证实复方丹参滴丸不仅可以使BcL-2蛋白的阳性表达数(PEI)明显增加，还可使心肌细胞凋亡指数及Fas蛋白PEI下降。且随着复方丹参滴丸的剂量加大而进一步降低(P<0．05；P<0．01),说明丹参可恢复各凋亡基因之间的平衡，从而发挥其保护作用。

综上所述，丹参作用广泛，对IRI细胞凋亡各环节都有调节作用，从细胞、分子及基因水平阻断了IRI发生发展过程中因细胞凋亡引起的一系列“恶性循环”，从而表现出对IRI显著的保护作用。因此，丹参对减轻IRI来说是一种十分理想的药物，在临床上具有广阔的应用前景；同时丹参的抗凋亡作用也为临床上治疗因凋亡过度引起的疾病提供了一条新思路。

参考文献

1冷静,彭韬,冯振卿,等.大鼠缺血再灌注后肾小管上皮细胞凋亡的研究.江苏医药,1998，24(12):865.

2赵明中,陈运贞,李媛媛,等.大鼠心肌再灌注时心肌细胞的凋亡、Fas基因表达及缺血预处理对其影响.中华内科杂志,1999，38(11):753.

3陈敏，郭仁寿，陈重义，等.肾缺血再灌注损伤中氧自由基与细胞凋亡.实用儿科临床杂志,1999，14(5):283.

4廖洪军，陈香美，崔世维，等.缺血性肾损伤中细胞凋亡的初步观察.中华医学杂志,1994，74(10).620.

5WuW,KuangP,LiZ.Protectiveeffectofradixsalviaemiltiorrhizaeonapoptosisofneuronesduringfocalcorebralischemiaandreperfusioninjury.JTraditChinMed,1997，17(3):220.

6吴其文，余应年，卢建.新编病理生理学.中国协和医科大学出版社,1999:69.

7张金涛,李义召,赵书平,等.脑缺血再灌注后ICE、BcI-2的表达及丹参的神经保护作用研究.卒中与神经疾病,2001,8(1):26.

8王文俊,吴咸中,姚智,等.大黄素、丹参素对单核细胞分泌炎性细胞因子的调节.中国免疫学杂志,1995,11(6):370.

9虎晓岷,尹文,梁继何,等.丹参对创伤性急性肺损伤治疗作用的实验研究.中国危重病急救医学,2000,12(9):515.

10王文俊,吴咸中,姚智,等.丹参素对单核I巨噬细胞功能影响的体外实验.实用中西医结合杂志,1995,8(7):390.

11卢绮平,田磊,吴在德.H2O2诱导人类肝细胞、内皮细胞凋亡时Ca2+流变化的对比研究.中华实验外科杂志,1999,16(2):147.

12ThompsonCB.Apoptosisinthepathogenesisandtreatmentofdisease.science,1995,267:1456.

13阎福岭,王建平,韩雄,等.兔缺血脑组织病理改变光量子液疗的影响.中国急救医学,1998,18(5):9.

14中国科学院药物研究所.中草药现代研究.北京医科大学中国协和医科大学联合出版社,1996:509.

15柯示胜,赵振东.鼠缺血心肌细胞跨膜信息传递功能及药物干预的影响.天津医学,1996,24(12):715.

16赵明中,王家瑞,魏嘉平,等.复方丹参滴丸对大鼠心肌缺血再灌注时心肌细胞凋亡及凋亡相关基因表达的影响.中国临床药理学杂志,1999,15(4):288.

细胞凋亡范文篇9

论文摘要本文简单介绍了心肌缺血预适应现象的概念，着重介绍了心肌缺血预适应与细胞凋亡对缺血心肌保护机制的关联性的最新报道。

心肌缺血预适应（IP或称心肌缺血预处理）是指心肌经1~4次短时间（2~10分钟）缺血，对随后的长时间缺血性损伤产生耐受性，细胞的损伤程度明显减轻，大部分细胞能存活。这是一种保护心肌的新概念，即由缺血触发了内源性自我保护性能。产生预适应保护效应的机制尚末完全阐明，主要与释放一些内源性物质有关。

缺血预适应有两种：早期保护和延迟保护。早期保护指缺血1~4次，每次2~10分钟的刺激，大多可以发生预适应保护，少于2分钟就不产生保护效应；一般在缺血刺激后数分钟内出现保护效应，持续2~3小时；如果缺血时间很长（＞90分钟）亦不出现预适应的保护作用，预适应保护作用消失后再次缺血刺激以重建保护效应。延迟保护是经几次缺血刺激，在早期预适应消失24小时后再度发生预适应的保护效应，可持续24~72小时，成延迟相保护效应，故又称之为“第二窗口”保护。缺血预适应的提出

20世纪80年代初期，国外学者已观察到短暂多次心肌缺血后并不引起心肌缺血进行性加重和ATP水平的下降，说明心肌一次缺血后对再次心肌缺血有适应作用。Murry等观察到阻塞犬左冠状动脉回旋支4分钟，其心肌梗死范围为危险区域的29％，如先对犬左回旋支作4~5次阻塞，每次5分钟，每2次阻塞间隙给予5分钟的再灌注，再给予40分钟的阻塞，结果梗死范围仅为危险区域的7％。据此Murry首先在1986年提出心肌缺血预适应的概念[1]。揭示了心肌在反复短暂缺血后可以使心肌在随后长时间心肌缺血中得到保护，延缓心肌细胞死亡的速度。以后发现这种保护作用存在于多种动物身上。如猪、兔、大鼠均已获得证实。也证实了冠心病病人存在预适应现象。与此同时，随着对预适应的进一步深入研究，发现不仅心肌有预适应，而且肾、肠、肝等其他器官也可发生。这一概念的提出为缺血心肌的保护及其机理探讨开辟了崭新的领域。

细胞凋亡与心肌缺血预适应

IP作用已在不同的动物种类(包括人类)得到了证实，但其作用机制仍不十分清楚。最近的研究表明，心肌细胞的凋亡可能是心肌缺血预适应减小心肌梗死面积的机制之一。且认为IP对心肌细胞凋亡的保护，可能还与抑制了bcl-2和Bax的表达和中性粒细胞的聚集有关[2]。

细胞凋亡与IP早期：曾志勇[3]在体外循环模型基础上，对猫的心肌进行IR和IP研究，结果证实IP不仅能减少体外循环缺血再灌注导致的心肌细胞坏死，而且能够抑制心肌细胞凋亡。

丁氏等在麻醉家兔心肌缺血再灌注模型上，观察了预处理对心肌细胞凋亡和凋亡相关调控基因(Fas、bcl-2、Bax等)的影响，结果发现：凝胶电泳显示，单纯缺血组的缺血心肌DNA呈云梯状，IP组则无明显云梯；原位末端标记表明，IP组缺血未坏死心肌的凋亡细胞较单纯缺血组减少；流式细胞术测得的缺血心肌细胞凋亡率分别为11．2%±0．4％和6．35%±0．2％(P<0．01)，单纯IR组Fas蛋白表达较IP组明显升高，说明IP减少缺血引发的心肌细胞凋亡，并减少缺血心肌组织中Fas蛋白表达。

程氏观察大鼠，出现缺血再灌注可诱导心肌细胞凋亡，缺血预处理可减少心肌细胞凋亡。bcl-2和Bax的蛋白表达在心肌凋亡发生中起重要作用，IP可上调bcl-2蛋白的表达和下调Bax蛋白表达。

细胞凋亡与IP“第二窗口”保护：Gottlieb等发现，在体外培养的家兔心肌细胞，缺氧45分钟，再给氧24小时，用TUNEL法，28．8%±7．5％的细胞产生DNA碎片。如果缺氧／再给氧之前，使细胞首先经历一次5分钟缺氧／5分钟再给氧后，只有17.7%±8.6％的细胞产生DNA碎片，两者相比差异有显著性。Christophe等在大鼠整体心脏发现：冠状动脉分别结扎10分钟、20分钟、30分钟，再灌注180分钟心脏，琼脂凝胶电泳结果表明：冠脉结扎20分钟和30分钟，再灌注180分钟，梗死区心肌组织出现明显的DNA“ladder”现象，而预适应组(结扎冠脉5分钟／再灌注5分钟)没有发现DNA“ladder”现象。原位末端标记表明：单纯缺血再灌注，梗死区心肌的凋亡细胞数明显比预适应组增多，并与梗死面积呈正相关。刘兴德、陈运贞在整体大鼠上发现，心肌缺血5分钟，再灌注5分钟，反复3次，然后心肌缺血45分钟后，再灌注24小时（IP+IR24小时组)，和单纯心肌缺血45分钟，再灌注24小时(IR24小时组)，运用TUNEL法检测，结果IP+IR24小时表达bcl-2和bcl-xl蛋白阳性的心肌细胞数及阳性心肌细胞数与心肌细胞总数的百分比明显高于IR24小时组(P<0．05，0．01)，说明大鼠IP第二保护窗能够显著减少I／R心肌细胞凋亡[4]。

迄今为止，在IP领域，对于心肌细胞凋亡在IP中的确切作用及发生机制，还缺乏足够的认识，但是随着研究的深入，IP对心肌细胞凋亡的影响，将逐渐被揭示。

参考文献

1MurryCE，JeaningsRB，ReimerKA．PreconditioninyWithIschemia：ADelayOfLethalCellInjuryInIschemicMyocardiumCirculation，1986，74(5)：1124

2NakamuraM，WangA，eta1．PreconditioningDecreasesBax，Expression，PmnAccumulationAndApoptosisInReperfusedRatHeartCardiovascRes，2000，45(3)：661-670

细胞凋亡范文篇10

【左旋卡尼汀；再灌注损伤；心肌缺血；细胞凋亡

0引言

缺血/再灌注（myocardialischemia/reperfusion，MI/R）损伤是冠状动脉再通后一个重要的并发症，也是致死原因之一.有学者提出，细胞凋亡可能为再灌注损伤发病机制中的一个重要环节［1］；通过干预凋亡基因的表达以阻断细胞凋亡过程，从而减轻再灌注损伤能否成为防治再灌注损伤的有效方法已受关注.卡尼汀，又名肉毒碱，可加速脂肪的β氧化，提高三磷酸腺苷（ATP）水平，优化心肌能量代谢途径.近期的大规模临床试验CEMID的结果提示［2］，左旋卡尼汀明显改善心肌梗死后患者的心功能，降低死亡率，缩小梗死面积.卡尼汀探究的新发现［3］，提示卡尼汀在对缺血性心脏病的功能中，优化心肌能量代谢，抑制MI/R心肌细胞凋亡可能是保护缺血再灌注心肌的重要机制.我们通过MI/R模型，探索左旋卡尼汀对MI/R心肌细胞的保护功能及其可能的机制.

1材料和方法

1．1材料

健康家兔25只，雌雄不限，体质量2.5～3.0kg（第四军医大学实验动物中心提供）.卡尼汀（常州三位工业技术探究所研制）；InSituCellDeathDetectionPOD试剂盒德国宝丽曼公司产品；Fas和Bcl2mAb，免疫组化试剂盒（购自北京中山生物有限公司）；伊文兰和氯化三苯基四氮唑（TTC）购自Sigma公司.

1.2方法

1.2.1MI/R模型的制备30g/L戊巴比妥钠30mg/kg腹腔麻醉，颈部居中切开.分离左侧颈静脉插管连接输液泵.同步记录心电图观察ST变化.心肌MI/R模型参照simpsond的方法加以改进，开胸，暴露心脏,于冠脉左室支中1/2处穿线环绕之,结扎线向外收紧，造成急性心肌缺血，45min后放松结扎线使冠状动脉再通形成再灌注.各组中用以心肌梗死范围和细胞凋亡检测的心脏各半.

1.2.2分组随机分为三组摘要:Ⅰ组空白对照组（n=5）,丝线穿过冠状动脉左室支但不结扎；Ⅱ组MI/R组（n=10），MI后5min注射生理盐水，至实验结束.Ⅲ组左旋卡尼汀治疗组（n=10），MI后5min注射左旋卡尼汀1.5mL/(kg%26#12539;h).

1.2.3测定SOD含量实验结束后即刻分别取缺血区及正常供血区左心室心肌组织1.0g，低温状态下生理盐水冲洗干净，制成心肌匀浆液，离心后取上清液，按试剂盒说明书操作.

1.2.4细胞凋亡检测及计算凋亡率再灌注3h结束后，分离左心室心肌，取缺血区心肌组织，用100g/L甲醛液固定24h，常规脱水,石蜡包埋，切片，采用末端标记TUNEL法检测心肌细胞凋亡.按照试剂盒说明书操作.每一心脏取3张切片，在高倍镜下（10目镜×40物镜）检测，于凋亡阳性细胞区域随机选择10个视野，对凋亡阳性细胞计数并行计算机图像分析，作半定量测定，以心肌凋亡阳性细胞数占总心肌细胞数的百分比作为心肌细胞凋亡指数（apoptoticindex，AI）.

1.2.5凋亡相关基因蛋白的检测石蜡包埋组织连续切片，用免疫组化SP法观察心肌细胞Fas,Bcl2的表达情况，用HPIAS1000图像分析系统计算A值作为半定量参数，测量Fas,Bcl2蛋白表达.

统计学处理摘要：实验数据用x±s表示，使用SPSS11.0软件，多组比较进行onewayANOVA及LSDt检验，P%26lt;0.05为差异有统计学意义.

2结果

2．1SOD含量（kat/g)变化和I组（0.84±0.42）比较，II组（0.36±0.30）SOD活性明显降低（P%26lt;0.05）,III组（0.72±0.30）SOD活性较II组显著增加（P%26lt;0.05）.

2．2心肌细胞AI变化II组的AI明显高于I组（P%26lt;0.01），III组AI明显低于II组（P%26lt;0.01），但仍高于I组（P%26lt;0.01，表1).

2.3Fas,Bcl2蛋白含量的变化II组Fas含量明显高于I组（P%26lt;0.01），III组Fas含量明显低于II组（P%26lt;0.01）,和I组比较无统计学差异（P%26gt;0.05）.II组Bcl2含量显著低于I组（P%26lt;0.01）和III组（P%26lt;0.01），III组Bcl2含量和I组比较无统计学差异（P%26gt;0.05,表1).表1各组间兔MI/R心肌凋亡指数及Bcl2,Fas含量的比较(略)

3讨论

引起再灌注损伤的主要因素，目前认为和Ca2+超载［3］、氧自由基［4］和白细胞聚积有关.此外，已有多项探究报道显示，氧自由基通过启动Bcl2［5］，TNFα［6］多种细胞凋亡相关因素，诱导细胞发生凋亡.

细胞凋亡是指一定的生理或病理条件下，遵循自身的程序，通过启动内部机制，主要是通过内源性DAN内切酶的激活，导致细胞主动死亡的过程.通过对调控细胞凋亡基因的探究，可以将细胞凋亡相关基因分为诱导基因（死亡基因）和抑制基因（生存基因）.通常在生理条件下，细胞有序而协调的激活凋亡诱导基因（fas,p53等）和/或凋亡抑制基因（bcl2等）共同控制着细胞代谢功能而维持细胞内外环境的动态变化.探究发现摘要：bcl2基因的功能主要是抑制细胞凋亡促进细胞生存.其抗凋亡的机制主要有摘要：Bcl2通过抑制自由基的产生而抑制细胞死亡,Bcl2和Bax结合成杂二聚体，可抑制Bak的促凋亡功能,Bcl2的过度表达有效地阻断细胞色素c由线粒体向细胞质的释放，对线粒体起始的caspase激活机制起着阻碍功能，从而抑制细胞凋亡.Fas又称Apo1即CD95分子，是I型膜蛋白，属肿瘤坏死因子受体家族成员.Fas和活化细胞交联区诱导凋亡的机制主要是通过Fas和FasL结合，诱导神经鞘磷脂酶（SMase）的活化，分解SM生成神经酰氨

（Ceramide,CM）,CM通过膜结合性的丝/苏氨酸激酶等激活第二信使，使胞内Ca2+浓度升高，引发一系列的生化反应，从而激活Ca2+Mg2+依靠性核酸内切酶，引起凋亡.

左旋卡尼汀本身并不是机体的基本营养素，是脂肪酸进入线粒体进行β氧化所必需的辅助因子，可加速转运长链脂肪酸通过线粒体内膜，进入线粒体进行β氧化供能.左旋卡尼汀作为一种有效的氧自由基清除剂，在缓解氧化应激、减少脂质过氧化中均具有明显的保护功能［7］.

本实验我们观察到再灌注早期给予左旋卡尼汀，家兔MI/R过程中SOD活性增加，心肌梗死面积减少，细胞AI下降，Fas蛋白表达减弱，Bcl2蛋白表达增强，表明左旋卡尼汀能抑制MI/R过程中细胞凋亡的发生.提示在MI/R损伤中，细胞凋亡是可以预防的.验证了左旋卡尼汀通过调节Bcl2和Fas抑制心肌细胞凋亡，可能是保护MI/R心肌的重要机制这一假设.

至于左旋卡尼汀抑制MI/R心肌细胞发生凋亡的机制，可能和左旋卡尼汀提高SOD活性，减轻细胞内Ca2+超载，抗缺血，缺氧，减少氧自由基生成、增强细胞抗氧化损伤能力，从而发挥其抗氧化、抗凋亡的细胞保护功能.另外心肌缺血后，脂肪酸，如棕榈酸盐在血浆和心肌组织中生成增多，而棕榈酸盐被认为能促进心肌细胞凋亡［8］，棕榈酸盐通过调控棕榈酰激酶（palmitoy1COA）介导的线粒体膜通透性的变化在细胞凋亡中发挥功能［9］.

【参考文献

［1］ColonnaP,LlicetoS.MyocardialinfarctionandleftventricularremodelingresultoftheCEDIMtrial［J］.AmHeartJ,2000,139(Suppl2)摘要:S124-S130.

［2］VescovoG,RavaraB,GobboV,etal.LCarnitine摘要:Apotentialtreatmentforblockingapoptosisandpreventingskeletalmusclemyopathyinheartfailure［J］.AmJPhysiolCellPhysiol，2002,283(3)摘要:802-810.

［3］ShigematsuS,AritaM.Anoxiadepressessodiumcalciumexchangecurrentsinguineapigventricularmyocytes.［J］.JMolCellCardiol,1999,31(4)摘要:895-906.

［4］SalieR,HarperI,CillieC,etal.Melatoninprotectsagainstischemiareperfusionmyocardialamagec［J］.JMolCellCardiol,2001,33(2)摘要:343-357.

［5］HseuYC,HuangHW,WangSY,etal.Humicacidinducesapoptosisinhumanendothelialcell［J］.ToxicolApplPharmacol,2002,182(1)摘要:34-43.

［6］ChristakosS,BarlettaF,HueningM,etal.VitaminDtargetproteins摘要:Functionandregulation［J］.JCellBiochem,2003,88(2)摘要:238-244.

［7］VirmaniA,GaetaniF,ImamS,etal.TheprotectiveroleofLcarnitineagainstneurotoxicityevokedbydrugofabuse,methamphetamine,couldberelatedtomitochondrialdysfunction［J］.AnnNYAcadSci,2002,965摘要:225-232.