細胞凋亡

1、生存和死亡是存在于所有生物的一對矛盾，它們維持著生物界的平衡，機體的免疫系統(tǒng)亦不例外，免疫細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）。對凋亡的研究近年來進展很快，引起了多學科的廣泛重視，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、凋亡的生物學特征（一）凋亡的概念細胞的死亡有兩種方式，

2、第一種是細胞在受到嚴重的操作后發(fā)和的死亡，通常表現(xiàn)為細胞的突然死亡。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，細胞失去自身平衡，細胞膜的操作導致滲透壓平衡的失調(diào)，細胞出現(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，這種方式被稱為壞死（necrosis）。另一種細胞死亡的方式是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)學改變。8年以后，這個實驗小組將這種

3、形式的細胞死亡命名為凋亡，以區(qū)別于壞死。凋亡是機體的正常細胞在受到生理性和病理性刺激后啟動的自發(fā)的死亡過程，是一種主動的、信號依賴的過程，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致的細胞染色體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電泳時形成特征性的梯形（ladder）電流條帶。這種細胞死亡方式的另一個特點是，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胞表面的粘附分子及磷脂酰絲氨酸受體（phosphatidylserinerecept）快速識別，凋亡細胞被吞噬并降解，因此不引起局部的炎癥反應。（二）凋亡與壞死、程序化細胞死亡壞死是由于補體或裂解性病毒等致細胞裂解因素造成的細胞胞膜的直接損傷，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胞水分、離子濃度的失衡，導致細胞膜破裂，胞

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

6、質(zhì)合成抑制劑，不但不會促進PCD的發(fā)生，反而延遲或阻止PCD的發(fā)生。醫(yī)學全.在線.網(wǎng).站.提供凋亡和程序化細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)學改變。但某些物種組織細胞在發(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胞死亡當成是一種通用的概念。（三）與凋亡相關(guān)的基因活化誘導的細胞死亡并不僅僅限于未成熟的胸腺細胞和T細胞雜交瘤，在成熟的外周T細胞也發(fā)現(xiàn)了類似的情

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

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

9、AICD也能以抗原特異性的方式發(fā)生于T細胞，如超抗原葡萄球菌腸毒素（SF）能在體外及體內(nèi)誘導活化T細胞的凋亡?？乖T導的T細胞的凋亡也發(fā)生于同種異體抗原的刺激，當同時異體抗原再次刺激機體時，有20%30%的同種異體反應細胞發(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細胞活化的同時，也啟動了活化T細胞的凋亡過程。那么，靜止細胞和活化細胞發(fā)生凋亡是如何調(diào)節(jié)的呢？一種可能的機制是某一特定的T細胞克隆的活

10、化和凋亡是同時進行的，抗原的量決定增殖抑或凋亡。SE超抗原在誘導部分活化細胞（40%50%）凋亡的同時，也有MHCⅡ抗原陽性的抗原提呈細胞的作用下誘導其余T細胞（50%60%）的增殖。AICD是外周T細胞克隆清除（clonaldeletion）的一種機制，有助于機體免疫耐受機制的建立，也是對細胞免疫調(diào)節(jié)的補充。當抗原活化的T細胞與特異性抗原接觸時誘導部分T細胞發(fā)生AICD，使得機體能在一定范圍內(nèi)限制免疫應答的強度。（三）B細胞B細胞根據(jù)

11、其分化的不同階段對抗原的刺激有不同的反應。前B細胞在發(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腂細胞將發(fā)生凋亡，重排成功的前B細胞最先表達膜表面IgM，如果前B細胞在這個階段接觸抗原，它們將會夭折，這是機體去除自身抗原反應細胞的一種機制。因為大多數(shù)出現(xiàn)在骨髓的抗原是自身抗原。mIgM、mIgD陽性B細胞如無抗原刺激一般于24小時之內(nèi)在脾臟中死亡，脾臟B細胞胞核有高濃度的Ca2、Mg2，可誘導內(nèi)源性的核酸內(nèi)切酶，與無抗原刺激

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