类风湿性关节炎与细胞凋亡的研究现状及展望

范紫微，古虹，邹天琪，孙丽娟，王映映，张成义，陈曦

（吉林省北华大学，吉林 吉林 132000）

0 引言

细胞凋亡即为了维持机体自身稳定，体内细胞主动进行的程序性死亡。在细胞凋亡过程中，众多基因产物、细胞因子参与其中，并有序自我消亡。作为生命的两个基本现象，从胚胎到成年，细胞凋亡、细胞增殖都是通过基因调控来精准确保机体内细胞数量动态平衡[1]。在胚胎发育过程中，为确保胚胎正常发育，多余的及已经完成任务的细胞通过细胞凋亡被清除掉；在成年时，为确保机体健康，衰老、病变的细胞通过细胞凋亡被清除掉[2]。目前，细胞凋亡是临床研究的重点、热点，这是因为研究发现，细胞凋亡与胚胎发育及形态发生、组织内细胞群的稳定性、机体防疫及免疫反应、疾病或中毒致死细胞受损、老化及肿瘤的发生与发展密切相关，有着潜在的治疗意义[3]。这有力促进了临床不断探究疾病新疗法，并使得临床越来越重视细胞凋亡与炎症间的关系。

1 细胞凋亡的概念

细胞凋亡（Apoptosis）是指因生理或病理性因素引发的，为了使内环境持续稳定，在基因控制下，由细胞主动实施的自主性、有序性死亡，生理性、选择性是其主要特点[4]。细胞凋亡时主要表现为细胞缩小，核酸内切酶降解了DNA。与细胞坏死相比，细胞凋亡更为常见[5]。

2 细胞凋亡特征

2.1 形态学特征

细胞凋亡的形态学变化是多阶段的。首先，细胞膜保持完整并具有选择透过性；同时，位于细胞表面的特征化结构，包括微绒毛、细胞突起及细胞表面褶皱等都会消失，细胞质、细胞核不断浓缩，置于显微镜下可观察到发泡的细胞膜发泡及凝聚在一起的染色质沿着核膜汇集成新月形帽状，不断膨胀的内质网腔使得核糖体脱落下来，随着以上变化的完成，渐渐形成凋亡小体[6]。接着，细胞膜内折过程中，染色质随之断裂成大小不一的片断，被反折的细胞膜逐渐通过发芽起泡的方式分开染色质片断及线粒体等细胞器，形成独个的凋亡小体[7]。之后，相邻的细胞或巨噬细胞开始识别凋亡小体，并进一步吞噬、消化。这一过程中，因凋亡小体不会外溢内容物,所以无法使周围出现炎症反应[9]。一般来说，这一过程较快，仅需几分钟即可从开始凋亡到形成凋亡小体，却需要4-9h才能完成整个吞噬消化过程[10]。

2.2 生化特征

细胞凋亡的一个显著特点是细胞染色体的DNA降解，也就是说DNA被DNA片段化激活的核酸内切酶切成大小不一的DNA，一般大小在50-300bp，然后在核小体连接区，基因组的DNA会出现非随机性降解，染色质也将逐渐被裂解成单个核小体和寡聚核小体，进而形成180-200bp的DNA片断[11]。此外，细胞凋亡过程中还会出现特征性的钙超载现象。

细胞凋亡的生化改变不仅仅是DNA的有控降解，还可导致众多生化变化，比如细胞膜磷脂酰丝氨酸外翻(自细胞膜内侧向膜外侧转)、蛋白激酶C活化、Caspase激活等[12]。以糖皮质激素引发鼠胸腺细胞凋亡为例，期间将RNA合成抑制剂或蛋白质合成抑制剂加入即可使细胞凋亡过程受到抑制。

3 细胞凋亡途径

目前，研究认为细胞凋亡至少有死亡受体介导的凋亡条途经、线粒体凋亡途径、内质网途径等三种途径参与。

3.1 死亡受体介导的凋亡途径

在细胞凋亡中，死亡受体介导是其中的一条重要途径。经典的死亡受体是Fas和TNF受体。执行由细胞中Fas受体传递的凋亡信号的关键酶是caspase[13]。Fas分为两个区域，一个是具有三个富含半胱氨酸的胞外区，另一个是被称为死亡结构域的胞内区[14]。Fas的配体与Fas结合后，使Fas三聚化。Fas三聚化后，使细胞内的死亡结构域的构象改变，与受体蛋白结合。而后与caspase-8的前体结合，使caspase-8、10通过自剪切被激活。进而启动caspase的级联反应，使caspase-3、-6、-7被激活，降解细胞内结构蛋白和功能蛋白，最终导致细胞凋亡[15]。

3.2 线粒体凋亡途径

线粒体凋亡途径是指通过核心成分线粒体经胞外刺激或保内刺激从而激活的细胞凋亡[16]。一般来说，大量细胞内的各种应激、DNA损伤、异常信号均可活化前凋亡蛋白Bax，致使线粒体将细胞色素C释放出来，从而形成凋亡小体或使得caspas e-9活化被启动，进而使得caspase-3、-7活化开始执行死亡，最终水解底物蛋白而促使细胞凋亡[17]。Bcl-2、凋亡抑制因子等各种抗凋亡蛋白均可调控被凋亡途径。

4 类风湿性关节炎与细胞凋亡

类风湿性关节炎（RA）是一种以炎性滑膜炎为主的慢性系统性疾病[18]。该病病因不明，滑膜细胞的增殖与炎性细胞的浸润为其主要病理特征。也就是说，过度增殖的滑膜细胞和滑膜组织分泌的基质金属蛋白酶（MMP）、组织蛋白酶可严重损害RA关节软骨，引发类风湿性关节炎[19]。研究发现，以上所述的部分细胞可能密切关联细胞凋亡抵抗或缺陷。

由于滑膜细胞过度增殖或凋亡不足可导致RA关节软骨、骨组织受到破坏，所以RA患者的滑膜细胞可出现异常凋亡[20]。因Fas基因、bcl-2基因及部分癌基因等表达异常基因的凋亡，使得凋亡的滑膜组织细胞频率并不高，衬里下层成纤维细胞的凋亡率仅为3%，衬里层细胞仅有微小部分出现凋亡情况[21]。现代研究经证实，发现细胞凋亡与Fas基因、bcl-2基因密切相关，在细胞凋亡中占据着重要位置。

此外，多种高浓度细胞因子生存于RA患者滑液中，并在细胞凋亡过程中起着毋庸置疑的重要作用[22]。目前，临床还有待深入研究RA患者滑膜细胞的凋亡信号转导通路问题。临床目前认为，这一通路可能密切关联Fas途径和MAPKs途径。

此外，尽管关于类风湿性关节炎滑膜细胞凋亡的研究还有众多未知亟待解决，但类风湿性关节炎的发病机理，尤其是滑膜细胞凋亡的研究依旧为治疗类风湿性关节炎创造了新的领域。在RA治疗上，在采用传统关节炎药物治疗外，COX2抑制剂、重组的可溶性TNF-α的融合蛋白、Fas的单克隆抗体、MAPKs的抑制剂等众多新药物也已进入临床或即将进入临床、处于临床前实验阶段。

从文献资料显示，目前治疗类风湿性关节炎的方法，可能通过影响类风湿性关节炎的凋亡而发挥作用。由细胞凋亡与类风湿性关节炎的关系也可合理猜测，细胞凋亡与炎症的发生，进展与转归存在密不可分的关系。揭开炎症与细胞凋亡关系的秘密，有可能为炎症的临床治疗找到新的途径和方法。

5 结语

本篇文章着重阐述了细胞凋亡的途径和细胞凋亡与肿瘤和类风湿性关节炎两种疾病的关系，揭示了许多生理和病理现象的本质。此外，通过对细胞凋亡与类风湿性关节炎关系的探究，我们有理由相信炎症的发生，进展和转归与细胞凋亡存在相关性。因此，关于细胞凋亡与炎症的研究有着十分重大的意义。从细胞凋亡的角度研究炎症，不仅开辟了一个全新的视角，同时也可能为某些炎症相关疾病的预防与治疗开辟一个新途径。除此之外，要把细胞凋亡干预发展成为一种临床治疗手段，也仍旧有待于进一步的研究。