細(xì)胞凋亡(apoptosis)是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,在一定的條件下,細(xì)胞遵循的有序的死亡。細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死不同,細(xì)胞凋亡不是一件被動的過程,而是主動過程,它涉及一系列基因的激活、表達(dá)以及調(diào)控等的作用;它并不是病理?xiàng)l件下,自體損傷的一種現(xiàn)象,而是為更好地適應(yīng)生存環(huán)境而主動爭取的一種死亡過程。
從細(xì)胞功能上看,細(xì)胞凋亡對多細(xì)胞生物體具有重要的意義。一方面在生物發(fā)育過程中細(xì)胞凋亡可以清除沒有功能的、不需要的、不正常的和有害的細(xì)胞,優(yōu)化組織器官的結(jié)構(gòu)和細(xì)胞數(shù)目,確保正常個(gè)體發(fā)育。另一方面在生物體整個(gè)生命過程中,每天都會產(chǎn)生許多功能異常的細(xì)胞,如癌變細(xì)胞、衰老細(xì)胞、被微生物侵襲的細(xì)胞等。細(xì)胞凋亡可以將這些細(xì)胞清除,并且由新誕生的功能正常的細(xì)胞替換。因此,體內(nèi)細(xì)胞的誕生和死亡處于動態(tài)平衡,從而維持機(jī)體組織器官中細(xì)胞數(shù)量穩(wěn)定和功能正常。
細(xì)胞凋亡的機(jī)理
1.細(xì)胞凋亡的過程
健康細(xì)胞進(jìn)入凋亡是由信號決定的。細(xì)胞凋亡分為兩個(gè)階段:一、激活期:接受來自內(nèi)部和外部的死亡信號并作出反應(yīng)。二、死亡執(zhí)行期:即執(zhí)行一套死亡程序,如核固縮、細(xì)胞皺縮、細(xì)胞膜起泡和 DNA 片段化等。
2.動物細(xì)胞中
蛋白質(zhì)酶解聯(lián)系統(tǒng)對凋亡的介導(dǎo)
所有的動物細(xì)胞都有一種相類似的控制程序性細(xì)胞死亡的機(jī)制,即通過自殺性蛋白酶家族(caspase)的介導(dǎo),在誘導(dǎo)程序性死亡信號的作用下通過自我切割而激活。激活的caspase又可激活家族中的其他成員,引起蛋白質(zhì)酶解的聯(lián)反應(yīng)。但,caspase家族作用時(shí)分成一些亞組被激活,每一組caspase對應(yīng)不同的激活信號,如caspase-3、6、7和8在FAS/TNF介導(dǎo)凋亡中起作用;caspase-9和3一起參與線粒體中Apaf-I、細(xì)胞色素C介導(dǎo)的凋亡。
3.細(xì)胞外、細(xì)胞內(nèi)信號對凋亡的激發(fā)
細(xì)胞外信號來自相鄰細(xì)胞,如腫瘤壞死因子(TNF) 與其受體(TNFR) 結(jié)合,招募FADD、TRADD和提caspase-8結(jié)合,激活 caspase-8 引起細(xì)胞凋亡。
細(xì)胞內(nèi)源信號包括DNA損傷、細(xì)胞質(zhì)中Ca2+濃度過高、度氧脅迫,由細(xì)胞內(nèi)的損傷激活BCL-2 家族促凋亡體蛋白(BAD/BAX),從而引起細(xì)胞色素C與Apaf-1因子、體caspase-9裝配成復(fù)合物,將體caspase-9激活作為起始caspase,執(zhí)行細(xì)胞凋亡。