细胞凋亡机制研究进展

李程熠

细胞凋亡机制研究进展

李程熠

细胞凋亡是一种为维持内环境稳定一种主动过程，由基因控制的细胞自主有序死亡。细胞凋亡机制较为复杂，是现代医学界比较关注的研究方向，就对近几年的相关研究资料进行阅读过程中发现，细胞凋亡机制的研究结果主要被应用在免疫学与临床医学中，对医学的进步发展具有一定影响作用。在本文中将对细胞凋亡机制的相关研究进行阅读，并予以总结。

细胞凋亡；机制；研究进展

细胞凋亡是人体内的一种自然过程，由多种基因所控制进行有序的凋亡，但这种凋亡绝不同于细胞坏死的过程，而是一种为适应生存环境所进行的主动过程。凋亡这一概念出现于1965年，由澳大利亚科学家提出，后期随着研究的不断深入下，于1972年细胞凋亡被首次提出，奠定了细胞凋亡研究的基础。国内外在后期所开展的研究中，多向免疫学、胚胎发育生物学等方面进行延伸研究。在下文中将对多个方向的研究成果进行总结分析，现将其综述如下。

1 信号传递机制研究

细胞凋亡的过程多是由细胞外的调节因素与细胞在表面的受体结合因素所推动[1]。受到活化作用的受体影响细胞内的第二信号系统，激活核酸内切酶，导致DNA的裂解，最终形成细胞凋亡过程。这里面所提及的细胞外调节因素主要涵盖了生理活性因子，例如，肿瘤坏死因子、转化生长因子、表皮生长因子等；非生理因素，例如，X射线、紫外线、一氧化氮、化疗药物等；感染因素，例如EB病毒、腺病毒、HIV病毒等。在有关研究资料中显示，细胞凋亡的信号传导能够利用或部分应用细胞繁殖与分化过程中的传统信号途径。而这里所提及的传统信号途径涵盖了G结合蛋白信号途径与酶蛋白信号途径等。另外也有相关研究结果显示，可以直接启动细胞凋亡的信号途径包括两种因子，肿瘤坏死因子、Fas配体与TNF受体相结合所产生的凋亡反应。就现阶段而言，对TNF于FasL与对应受体结合所产生的细胞凋亡信号途径以及机制已经得到了显著的发展。

2 酶学机制研究

2.1 caspases蛋白酶

在对相关研究资料进行阅读时发现，caspases蛋白酶是近几年内学者比较关注的一个研究方向。据研究结果显示，caspases蛋白酶与细胞凋亡的过程存在着一定的相关关系，是经由级联反应，激活核酸内切酶推动的细胞凋亡过程。其中也有部分研究学者认为，细胞的凋亡不是每次都会促使caspases的释放，而caspases的释放也不都会引发凋亡过程，在很大程度上与细胞的迁移以及分化具有相关关系。在细胞凋亡仅对caspases前体产生作用时，前体可活化蛋白酶激发因子，激发因子能够活化蛋白酶效应因子，对底物蛋白形成影响作用，最终引发细胞凋亡行为[2]。

对以上多种研究成果进行观察，可将其总结为，在蛋白酶级联切割过程中，caspases-3作为核心位置出现，而不同的蛋白酶分别切割其酶原，促使其激活，活化的caspases-3又对不同的底物进行切割，最终实现细胞凋亡过程。

2.2 核酸内切酶

核酸内切酶在细胞凋亡的过程中属于最终接触者的角色，不同的凋亡刺激因素经由多种信号路径，实现对核酸内切酶的刺激作用，促使DNA裂解为180-200bp与其整倍数的片段。核酸内切酶在经由caspases-3的激活作用后，对核小体进行消化切割，由此出现特征性的DNA梯形带，对于此有研究学者认为，在凋亡过程中仅存在一种核酸内切酶参与至切割过程，例如，核酸内切酶-1家族中的核酸内切酶gamma；有学者结合DNA片段有高分子量与低分子量两种特点，设想可能存在不同的核酸内切酶参与到切割过程中，例如，核酸内切酶-1与核酸内切酶-2。另外也有学者提出除以上两种设想外，其他参与凋亡过程的蛋白酶还包括了丝氨酸蛋白酶、倩蓉美元激活物、泛素介导的蛋白酶反应等[3]。

3 线粒体在细胞凋亡中的作用研究

3.1 线粒体推动凋亡机制

线粒体是真核细胞中的主要细胞器，属于动物细胞生成ATP的主要环境。有相关研究学者提出，线粒体在细胞凋亡中处于中心地位，Bcl-2家族是增值与凋亡信号的中心调节剂。凋亡信号经由线粒体的放大，释放出CytoC、凋亡诱导因子、核酸内切酶G等，激活caspase级联反应，最终导致细胞凋亡过程形成。对线粒体的相关研究资料分析显示出，线粒体改变引发细胞死亡已知有三种机制，包括电子传递、氧化磷酸与ATP产生的破坏；释放促凋亡因子，例如，AIF、CytoC等；改变细胞氧化还原潜能。

3.2 AIF在细胞凋亡中的作用

AIF所处的位置在线粒体膜间隙中，有相关研究结果显示，AIF能够成为非caspases依赖性细胞死亡催化剂，受到凋亡信号的影响，线粒体释放AIF。AIF受到死亡信号的影响出现转移行为，经由包浆到达细胞核，与DNA进行结合，因此非-caspases依赖性染色质浓缩。另外，也有相关学者认为AIF本身就可能是caspases中的一种，在不同反应中与caspases配体之间存在交叉，在细胞凋亡的早期，当cas-pases活性出现时，活化后的caspases与caspases激活蛋白能够导致AIF从线粒体内释放；反之，AIF在体外能够促使细胞色素c由纯化线粒体内释放。在相关细胞死亡诱导的研究中，AIF的释放要早于细胞色素c，且中和AIF能够阻止细胞的死亡，阻止细胞色素c释放也能够达到一致的效果。此结果也充分证实了，在特定的环境中，细胞色素c依赖性caspases活化过程中需要AIF的参与。

4 基因调控机制研究

在近几年的研究资料中发现，对线虫的研究中显示出存在十几个与细胞凋亡过程具有相关关系的基因，其结果与后期在哺乳动物中所研究出的相关基因结构与功能存在相似性，属于同源基因，此结果证实细胞凋亡基因在动物进化的过程中存在保守性。就现阶段的研究成果而言，证实三类与细胞凋亡具有相关关系的基因，包括细胞凋亡基因、抑制细胞凋亡基因、细胞凋亡过程中协助的基因。

5 结论

细胞死亡的方式就机制而言，主要分为细胞坏死、细胞凋亡，而近几年研究结果显示出一个全新的细胞死亡方式，为细胞自噬。细胞自噬与其他两种细胞死亡方式的主要差异在于，不需要借助于吞噬细胞的吞噬，其信号传导系统与细胞凋亡的传到机制存在一致性。近年来针对细胞凋亡机制的研究进展较快，对死亡信号传导系统与蛋白酶家族的参与性研究等均更为深入。以上所有关于细胞凋亡机制的研究成果均可以应用在临床疾病研究中，对提升医疗水平以及对新兴疾病的研究具有重要意义，可以向临床应用方向更为深入的发展。

（作者单位：浙江省新昌中学）

[1]张玉龙，马佳，李志军.细胞凋亡作用机制的研究进展[J].亚太传统医药，2010，05（03）:123-125.

[2]刁振琦，柳璐，李云涛.细胞凋亡机制的研究进展[J].郑州铁路职业技术学院学报，2010，07（03）:37-40.

[3]张晓敏，杨玉艾，杜敏.细胞凋亡机制与主要检测方法研究进展[J].畜牧兽医科技信息，2013，09（05）:6-8.