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第五节免疫细胞中的凋谢

来源:细胞和分子免疫学
摘要:第五节免疫细胞中的凋谢生存和死亡是存在于所有生物的一对矛盾,它们维持着生物界的平衡,机体的免疫系统亦不例外,免疫细胞的增殖和死亡是免疫系统得以保持自身平衡的重要条件。细胞的死亡是人们很早就注意到的现象。1972年Kerr首先提出了有别于一般死亡意义的一种新的概念,称之为凋谢(apoptosis)。对凋谢的研究近......

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第五节 免疫细胞中的凋谢

  生存和死亡是存在于所有生物的一对矛盾,它们维持着生物界的平衡,机体的免疫系统亦不例外,免疫细胞的增殖和死亡是免疫系统得以保持自身平衡的重要条件。

  细胞的死亡是人们很早就注意到的现象。1972年Kerr首先提出了有别于一般死亡意义的一种新的概念,称之为凋谢(apoptosis)。对凋谢的研究近年来进展很快,引起了多学科的广泛重视,为肿瘤和自身免疫性疾病的防治等研究方面提供了新的思路。

  一、凋谢的生物学特征

  (一)凋谢的概念

  细胞的死亡有两种方式,第一种是细胞在受到严重的操作后发和的死亡,通常表现为细胞的突然死亡。在死亡过程的最早期,线粒体的功能和形态即发生变人经,继之,细胞失去自身平衡,细胞膜的操作导致渗透压平衡的失调,细胞出现肿胀,最后胞膜破裂,胞浆内容物外泄,引起组织器官的炎症反应,这种方式被称为坏死(necrosis)。

  另一种细胞死亡的方式是1972年Kerr等在正常的生理状态下观察到的,这处死亡方式最初被描述为一种正常生理状态下的形态学改变。8年以后,这个实验小组将这种形式的细胞死亡命名为凋谢,以区别于坏死。凋谢是机体的正常细胞在受到生理性和病理性刺激后启动的自发的死亡过程,是一种主动的、信号依赖的过程,包括胞浆内Ca2+、cAMP升高,RNA和蛋白质合成增加。其典型的特征是一种内源性核酸内切酶的激活和由此导致的细胞染色体DNA的降解,DNA在核小体外被切断,形成约185bp或整数倍长度的DNA片段,DNA电泳时形成特征性的梯形(ladder)电流条带。这种细胞死亡方式的另一个特点是,降解的胞浆及胞核成份被包裹于膜性成分中而形成凋谢小体(apoptosis bodies),胞膜成份和结构的改变可以被吞噬细胞表面的粘附分子及磷脂酰丝氨酸受体(phosphatidylserine receptor)快速识别,凋谢细胞被吞噬并降解,因此不引起局部的炎症反应。

  (二)凋谢与坏死、程序化细胞死亡

  坏死是由于补体或裂解性病毒等致细胞裂解因素造成的细胞胞膜的直接损伤,或是由于其它因素干扰胞膜上的能量依赖泵的功能而造成细胞水分、离子浓度的失衡,导致细胞膜破裂,胞浆内容物外泄,进而引起炎症,是一种病理状态下的细胞死亡。

  在描述细胞死亡的术语中,还有一个概念是程序化细胞死亡(programmed cell death,PCD)。PCD最初是发育学的一个术语,是指机体发育过程中出现的一系列与发育相关的细胞生理性死亡过程。后来,这个概念被用来指由基因介导的细胞死亡,例如放射性照射的未成熟T细胞经历的死亡过程。启动PCD的因素通常为正常的生理信号,其发生需要有某些基因的表达,给将发生PCD的细胞加入RNA或蛋白质合成抑制剂,不但不会促进PCD的发生,反而延迟或阻止PCD的发生。

  凋谢和程序化细胞死亡并不是完全相同的,大部份的PCD过程伴有凋谢的形态学改变。但某些物种组织细胞在发育过程中经历的PCD并没有凋谢典型的胞膜出泡、染色质局限化和DNA降解。本文中,我们把凋谢和程序化细胞死亡当成是一种通用的概念。

  (三)与凋谢相关的基因

  所有的PCD过程都有新基因的表达和蛋白质的合成,在绝大多数凋谢也是如此。PCD所需的蛋白在正常的细胞中是非组成性表达的,即这些基因的表达是诱导性的。已报道有大量的基因可能与PCD的发生有关,它们促进或抑制PCD的发生,如c-fos、c-myc、TGF-β、p53、bcl-2、apt-4、apt-5、nuc-1、ces-2、ced-3、egl-1等。到目前为止,这些基因中只有小部分被确定为PCD所必需,如p53和cel-1等。到目前为止,这些基因中只有小部分被确定为PCD所必需,如p53和c-myc的表达可以诱导某些T细胞和白血病细胞发生PCD,将p53基因转入白血病细胞中即可迅速引起PCD。bcl-2是抵抗PCD的基因,bcl-2基因的缺失突变将促进PCD的发生。目前,这些基因影响PCD的机制还不十分清楚。

作者: 2006-1-13
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