細(xì)胞凋亡

1、生存和死亡是存在于所有生物的一對(duì)矛盾，它們維持著生物界的平衡，機(jī)體的免疫系統(tǒng)亦不例外，免疫細(xì)胞的增殖和死亡是免疫系統(tǒng)得以保持自身平衡的重要條件。細(xì)胞的死亡是人們很早就注意到的現(xiàn)象。1972年Kerr首先提出了有別于一般死亡意義的一種新的概念，稱之為凋亡（apoptosis）。對(duì)凋亡的研究近年來進(jìn)展很快，引起了多學(xué)科的廣泛重視，為腫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、凋亡的生物學(xué)特征（一）凋亡的概念細(xì)胞的死亡有兩種方式，

2、第一種是細(xì)胞在受到嚴(yán)重的操作后發(fā)和的死亡，通常表現(xiàn)為細(xì)胞的突然死亡。在死亡過程的最早期，線粒體的功能和形態(tài)即發(fā)生變?nèi)私?jīng)，繼之，細(xì)胞失去自身平衡，細(xì)胞膜的操作導(dǎo)致滲透壓平衡的失調(diào)，細(xì)胞出現(xiàn)腫脹，最后胞膜破裂，胞漿內(nèi)容物外泄，引起組織器官的炎癥反應(yīng)，這種方式被稱為壞死（necrosis）。另一種細(xì)胞死亡的方式是1972年Kerr等在正常的生理狀態(tài)下觀察到的，這處死亡方式最初被描述為一種正常生理狀態(tài)下的形態(tài)學(xué)改變。8年以后，這個(gè)實(shí)驗(yàn)小組將這種

3、形式的細(xì)胞死亡命名為凋亡，以區(qū)別于壞死。凋亡是機(jī)體的正常細(xì)胞在受到生理性和病理性刺激后啟動(dòng)的自發(fā)的死亡過程，是一種主動(dòng)的、信號(hào)依賴的過程，包括胞漿內(nèi)Ca2、cAMP升高，RNA和蛋白質(zhì)合成增加。其典型的特征是一種內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶的激活和由此導(dǎo)致的細(xì)胞染色體DNA的降解，DNA在核小體外被切斷，形成約185bp或整數(shù)倍長度的DNA片段，DNA電泳時(shí)形成特征性的梯形（ladder）電流條帶。這種細(xì)胞死亡方式的另一個(gè)特點(diǎn)是，降解的胞漿及胞核成

4、份被包裹于膜性成分中而形成凋亡小體（apoptosisbodies），胞膜成份和結(jié)構(gòu)的改變可以被吞噬細(xì)胞表面的粘附分子及磷脂酰絲氨酸受體（phosphatidylserinerecept）快速識(shí)別，凋亡細(xì)胞被吞噬并降解，因此不引起局部的炎癥反應(yīng)。（二）凋亡與壞死、程序化細(xì)胞死亡壞死是由于補(bǔ)體或裂解性病毒等致細(xì)胞裂解因素造成的細(xì)胞胞膜的直接損傷，或是由于其它因素干擾胞膜上的能量依賴泵的功能而造成細(xì)胞水分、離子濃度的失衡，導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂，胞

5、漿內(nèi)容物外泄，進(jìn)而引起炎癥，是一種病理狀態(tài)下的細(xì)胞死亡。在描述細(xì)胞死亡的術(shù)語中，還有一個(gè)概念是程序化細(xì)胞死亡（programmedcelldeathPCD）。PCD最初是發(fā)育學(xué)的一個(gè)術(shù)語，是指機(jī)體發(fā)育過程中出現(xiàn)的一系列與發(fā)育相關(guān)的細(xì)胞生理性死亡過程。后來，這個(gè)概念被用來指由基因介導(dǎo)的細(xì)胞死亡，例如放射性照射的未成熟T細(xì)胞經(jīng)歷的死亡過程。啟動(dòng)PCD的因素通常為正常的生理信號(hào)，其發(fā)生需要有某些基因的表達(dá)，給將發(fā)生PCD的細(xì)胞加入RNA或蛋白

6、質(zhì)合成抑制劑，不但不會(huì)促進(jìn)PCD的發(fā)生，反而延遲或阻止PCD的發(fā)生。醫(yī)學(xué)全.在線.網(wǎng).站.提供凋亡和程序化細(xì)胞死亡并不是完全相同的，大部份的PCD過程伴有凋亡的形態(tài)學(xué)改變。但某些物種組織細(xì)胞在發(fā)育過程中經(jīng)歷的PCD并沒有凋亡典型的胞膜出泡、染色質(zhì)局限化和DNA降解。本文中，我們把凋亡和程序化細(xì)胞死亡當(dāng)成是一種通用的概念。（三）與凋亡相關(guān)的基因活化誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡并不僅僅限于未成熟的胸腺細(xì)胞和T細(xì)胞雜交瘤，在成熟的外周T細(xì)胞也發(fā)現(xiàn)了類似的情

7、況。表達(dá)TCRαβ或TCRγδ的小鼠和人T細(xì)胞在受到抗CD3TCR抗體、PHA或抗Fas單抗的誘導(dǎo)時(shí)發(fā)生凋亡。（1）活化狀態(tài)的外周T細(xì)胞更易發(fā)生凋亡：經(jīng)絲裂原活化和體外擴(kuò)增培養(yǎng)的人外周T細(xì)胞對(duì)凋亡更為敏感。小鼠脾臟T細(xì)胞在對(duì)凋亡易感之前也需要受到抗原的激活。在活化的T細(xì)胞中，對(duì)凋亡的敏感性在CD4和CD8T細(xì)胞亞群之間無差異，在小鼠CD4細(xì)胞中，Th1和Th2亞群之間亦無明顯的區(qū)別。（2）細(xì)胞因子在凋亡中的作用：目前關(guān)于細(xì)胞因子在體外誘

8、導(dǎo)和阻止凋亡中發(fā)揮作用的報(bào)道不盡一致。在輔助性T細(xì)胞亞群和細(xì)胞毒T細(xì)胞亞群中，不僅其激活和增殖需要依賴IL2，其存活也需要IL2的支持。如在上述細(xì)胞的培養(yǎng)基中支除IL2可使細(xì)胞在6小時(shí)內(nèi)進(jìn)入PCD。在體內(nèi)，這種對(duì)細(xì)胞因子的信賴性與機(jī)體在抗原清除后擴(kuò)增的效應(yīng)淋巴細(xì)胞亞群的消失有關(guān)。以防止過高和維持時(shí)間過長的免疫應(yīng)答。（3）抗原誘導(dǎo)的T細(xì)胞的凋亡：抗CD3單克隆抗體及PHA雖然能有效地誘導(dǎo)外周T細(xì)胞的活化，但它們不是生理性的刺激劑。目前認(rèn)為

9、AICD也能以抗原特異性的方式發(fā)生于T細(xì)胞，如超抗原葡萄球菌腸毒素（SF）能在體外及體內(nèi)誘導(dǎo)活化T細(xì)胞的凋亡?？乖T導(dǎo)的T細(xì)胞的凋亡也發(fā)生于同種異體抗原的刺激，當(dāng)同時(shí)異體抗原再次刺激機(jī)體時(shí)，有20%30%的同種異體反應(yīng)細(xì)胞發(fā)生了AICD。（4）AICD的調(diào)節(jié)及其意義：相同的抗原在通過CD3TCR刺激靜止T細(xì)胞活化的同時(shí)，也啟動(dòng)了活化T細(xì)胞的凋亡過程。那么，靜止細(xì)胞和活化細(xì)胞發(fā)生凋亡是如何調(diào)節(jié)的呢？一種可能的機(jī)制是某一特定的T細(xì)胞克隆的活

10、化和凋亡是同時(shí)進(jìn)行的，抗原的量決定增殖抑或凋亡。SE超抗原在誘導(dǎo)部分活化細(xì)胞（40%50%）凋亡的同時(shí)，也有MHCⅡ抗原陽性的抗原提呈細(xì)胞的作用下誘導(dǎo)其余T細(xì)胞（50%60%）的增殖。AICD是外周T細(xì)胞克隆清除（clonaldeletion）的一種機(jī)制，有助于機(jī)體免疫耐受機(jī)制的建立，也是對(duì)細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)的補(bǔ)充。當(dāng)抗原活化的T細(xì)胞與特異性抗原接觸時(shí)誘導(dǎo)部分T細(xì)胞發(fā)生AICD，使得機(jī)體能在一定范圍內(nèi)限制免疫應(yīng)答的強(qiáng)度。（三）B細(xì)胞B細(xì)胞根據(jù)

11、其分化的不同階段對(duì)抗原的刺激有不同的反應(yīng)。前B細(xì)胞在發(fā)育過程中必須經(jīng)歷免疫球蛋白的基因重排?；蛑嘏盼闯晒Φ腂細(xì)胞將發(fā)生凋亡，重排成功的前B細(xì)胞最先表達(dá)膜表面IgM，如果前B細(xì)胞在這個(gè)階段接觸抗原，它們將會(huì)夭折，這是機(jī)體去除自身抗原反應(yīng)細(xì)胞的一種機(jī)制。因?yàn)榇蠖鄶?shù)出現(xiàn)在骨髓的抗原是自身抗原。mIgM、mIgD陽性B細(xì)胞如無抗原刺激一般于24小時(shí)之內(nèi)在脾臟中死亡，脾臟B細(xì)胞胞核有高濃度的Ca2、Mg2，可誘導(dǎo)內(nèi)源性的核酸內(nèi)切酶，與無抗原刺激

12、B細(xì)胞的凋亡有關(guān)。B細(xì)胞mIg結(jié)合相應(yīng)抗原的親和力成熟在保持B細(xì)胞的存活中起重要作用，只有對(duì)抗原刺激能產(chǎn)生高親和力抗體的B細(xì)胞才能逃避凋亡。（四）髓樣細(xì)胞免疫系統(tǒng)其它細(xì)胞中的嗜酸性粒細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞都與炎癥發(fā)生密切相關(guān)。體外實(shí)驗(yàn)表明，它們各自在炎癥中的作用可通過細(xì)胞因子對(duì)凋亡的發(fā)生來加以調(diào)節(jié)。髓樣細(xì)胞系HL60細(xì)胞在培養(yǎng)時(shí)，除小部分細(xì)胞自發(fā)分化外，大部分細(xì)胞在經(jīng)歷57天的培養(yǎng)時(shí)間后發(fā)生凋亡。單核細(xì)胞在失去某些刺激時(shí)將發(fā)生PCD