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細胞凋亡范文1
關鍵詞：Bcl-2；細胞凋亡
自從1972年Kerr提出細胞凋亡（appoptosis）的概念至今，人們對細胞凋亡現象進行了廣泛、深入的研究。但是，凋亡的分子和生化機制迄今尚未徹底明了；而已形成的初步認識大多源于對Bcl-2基因家族的研究。已知，調亡進程可分為三個時相：誘導期，效應期和降解期。在誘導期，細胞接受各種信號從而引發各種不同的效應：進入效應期后，經過一些決定細胞命運（存活/死亡）的分子調控點，細胞進入不可逆的程序化死亡，這些調控分子包括一系列原癌基因和抑制癌基因的產生，其中Bcl-2家族起著決定性的作用；降解期則產生可見的凋亡現象[1]。
Bcl-2基因（即B細胞淋巴瘤/白血病-2基因）是一種原癌基因，它具有抑制凋亡的作用，并用近年來的一些研究已開始揭示這一作用的機制。目前已經發現的Bcl-2蛋白家族按功能可分為兩類，一類是象Bcl-2一樣具有抑制凋亡作用，如哺乳動物的Bcl-X1、Bcl-W、Mcl-1、A1、線蟲Ced-9、牛痘病毒E1B119kD等，而另一類具有促進凋亡作用，如Bax、Bcl-Xs、Bad、Bak、Bik/Nbk、Bid和Harakiri[2]。
最初在血液淋巴細胞中發現Bcl-2能抑制細胞死亡，隨后陸續在其它一些細胞中也發現Bcl-2的這種作用。但近年來研究發現，除些之外尚存在Bcl-2不敏感的凋亡途徑。本文擬就凋亡與Bcl-2的關系及其研究進展作一綜述。
1 Bcl-2敏感的凋亡途徑
Bcl-2可以抑制由多種細胞毒因素所引起的細胞死亡。Bcl-2的過度表達能增強所觀察細胞對大多數細胞毒因素的抵抗性。這一發現使人們認識到凋亡的各種信號轉導途徑有一個共同的通路或交匯點，而該通路或交匯點受Bcl-2調節。實驗表明，Bcl-2可增強細胞對大多數DNA損傷因子的抵抗性，抑制大多數化療藥物所引起的靶細胞凋亡，但其本身并不能抑制這些因素對細胞的損傷；同樣地，它也不能促進DNA修復。p53蛋白是DNA損傷的一個分子傳感器，已證實Bcl-2能抑制p53介導的凋亡，但不能抑制p53向核內轉位或者p53介導的生長停滯，可能Bcl-2的作用是在DNA損傷后，阻止激活凋亡機制的信號到達其靶分子；在細胞毒性T細胞中，由顆粒酶B激活Caspases家族的一個或多個半胱氨酸蛋白酶所誘導的凋亡不依賴于Bcl-2，顆粒酶B可能僅作用于凋亡路徑中Bcl-2調節位點的下游。以上結果表明在凋亡途徑中Bcl-2的作用位點在信號分子和效應蛋白酶之間的位置[2]。
Bcl-2抑制細胞凋亡可能與其以下幾種作用有關：
1.1 細胞催抗氧化作用[3] 以往研究表明，在去除生長因子所誘發的凋亡中，活性氧損傷（ROS）是促發細胞死亡的主要誘因：Bcl-2的過度表達可減少氧自由基產生和脂質過氧化物的形成。提示Cai等[4]的實驗表明Bcl-2的抗氧化作用是間接的，即可能在于抑制超氧陰離子的產生而不是直接清除活性氧。細胞色素c（cytochrome c, Cyt c）作為呼吸鏈中重要的電子傳遞體，它從線粒體內膜上的釋放會阻斷電子向下游傳遞體，它從線粒體內膜上的釋放會阻斷電子向下游的傳遞，危及呼吸鏈的功能并導致超氧陰離子的加速產生；而Bcl-2可以抑制Cyt c的釋放，從而抑制了超氧陰離子的產生。此外，Bcl-2還可以增加胞內的谷胱甘肽（GSH）等抗氧化劑，升高NAD+/NADH的比值，抑制和凋亡相聯系的GSH降低，促進GSH進入核內，從而影響細胞的氧化還原狀態。但也有證據表明，在沒有自由基的情況下Bcl-2也能抑制凋亡。因此，Bcl-2的性質遠非僅僅是一種抗氧化劑。
1.2 抑制鈣離子跨膜流動 Lam等曾報道鈣泵特異性抑制劑Thapsigargen（TG）誘導的WEH17.2等細胞的凋亡可被Bcl-2所抑制，其原因是Bcl-2抑制了Ca2+的跨膜流動，提 示Bcl-2可通過調節胞內鈣離子濃度來調節凋亡。然而Wei等[5]在神經元細胞GT1-7中發現Bcl-2中發現Bcl-2可抑制由TG所誘導的凋亡，但并不能抑制TG誘導的胞內鈣離子濃度升高；同時Jason等[6]在中國倉鼠卵巢細胞5AHSmyc中去除細胞內貯存Ca2+后發現過度表達的Bcl-2仍可抑制凋亡，提示Bcl-2對胞內Ca2+濃度的調節作用也只能是其抑制凋亡的機制之一。
1.3 離子通道蛋白和吸附/錨定蛋白 最近Reed[7]提出Bcl-2蛋白可能具有雙重功能：離子通道蛋白和吸附/錨定蛋白，提出Bcl-2抑制凋亡的部分新機制。
1.3.1 離子通道蛋白 體外實驗證實，Bcl-2、Bcl-X1和Bax能在線粒體上形成離子通道，提示它們可能參與調節一些與凋亡有關的細胞現象，如線粒體通透性改變（巨孔形成）和線粒體釋放凋亡蛋白本科激活因子——Cyt c和凋亡誘導因子（AIF）。過度表達的Bcl-2能抑制線粒體通透性改變，并影響巨孔的形成，從而抑制凋亡。但也有實驗發現即使線粒體通透性未改變，Cyt c等凋亡激蛋白也可以釋放到胞液中從而誘發細胞凋亡，因此這種觀點還有待進一步證實。
在所觀察的細胞系及多種情況下，凋亡的發生都伴有Cyt c從線粒體釋放，繼而伴有Caspases激活，而活化的Caspases降解底物后，其蛋白降解產物又引起線粒體通透性改變，并最終導致凋亡發生[8]。Yang等[9]與Kluck等[10]發現Bcl-2可以通過抑制線粒體釋放Cyt c來抑制凋亡，繼而Rosse等[11]和Zhivotovsky等[12]用兩種不同的方法證明了即使Cyt c已經釋放入胞漿，Bcl-2仍能延遲細胞死亡，這是由于Bcl-2抑制了活化的Caspases對線粒體釋放的上游和下游都有Bcl-2調節凋亡的作用點。
AIF作為一種線粒體來源的效應蛋白酶，在分離在胞核中能誘導凋亡，同時還能激發線粒體通透性改變，誘導線粒體釋放Cyt c和Caspase-9，并在體外切割和激活其底物——半胱氨酸蛋白酶CPP32。體外研究發現，Bcl-2過度表達可能阻止AIF從分離的線粒體上釋放，但它并能影響AIF的產生，同時也不能影響AIF促凋亡的功能[13]。
1.3.2 吸附/錨定蛋白 在正常情況下Bcl-2通過其C端疏水殘基的伸展而錨定在細胞內膜上，作為吸附/錨定蛋白，可把胞液蛋白固定在膜邊，或是引導胞液蛋白與別的膜蛋白相互作用。
Bcl-2可與Bcl-2家族的Bcl-2家族的Bcl-X1、Bcl-Xs、Bax、Bcl-2、Bad和Mc1-1形成同源的蛋白二聚體，而特定的蛋白二聚體則可作為在細胞死亡信號通路上的分子開關。例如，Bcl-2可與促凋亡Bax形成二聚體，如果Bax相對量高于Bcl-2，則Bax同二聚體的數量增多，從而促進細胞死亡；而如果Bcl-2相對量高于Bax，則促進形成Bcl-2/Bax異二聚體，并使Bcl-2同二聚體的量增多，從而抑制細胞死亡；而促凋亡分子和Bad和Bcl-Ss則競爭結合細胞死亡抑制分子如Bcl-X1或Bcl-2，由此替換了Bax并促進Bax同二聚體形成，誘導凋亡。
另外，Bcl-2還可與Bcl-2家族外的11種蛋白質結合，包括蛋白激酶Raf-1、蛋白磷酸酶Calcineurin、GTP酶、R-Ras和H-Ras、p53-BP2、朊蛋白Pr-1、Ced-4、BAG-1、Nip-1、Nip-2和Nip-3，并由此實現其抗凋亡作用。
2 Bcl-2不敏感的凋亡途徑[14]
Bcl-2抑制凋亡的作用并不是萬能的，例如在細胞毒T細胞殺傷作用中，特定的淋巴因子撤離以及某些TNF受體家族介導的凋亡途徑中Bcl-2不能抑制凋亡，其原因右能是這些凋亡誘導劑作用于Bcl-2下游或是獨立于Bcl-2的其它凋亡路徑。最近Scaffidi等[15]發現，Jurkat等細胞（Ⅱ型細胞）中Bcl-2可抑制TNF受體家族中的CD95（Apo-1/Fas）信號通路介導的凋亡，而在SKW6.4等細胞（Ⅰ型細胞）中Bcl-2則不能抑制這種信號通路介導的凋亡。其結果表明，凋亡途徑對Bcl-2敏感與否可能與細胞類型有關。進一步研究發現，這種差異取決于線粒體是否參與這種凋亡途徑，在Ⅰ型 細胞中線粒體則未參與該凋亡途徑。因此，Bcl-2可能只抑制依賴于線粒體的凋亡途徑。
更進一步研究發現，來源于牛痘病毒的細胞因子應答修飾體A（crmA）是一種絲氨酸蛋白酶抑制劑（serpin）類分子，能抑制一些Caspases的功能。而來源于桿狀病毒的P35蛋白也能抑制一些Caspases的功能，而且它比CrmA具有更廣泛的Caspases抑制特性。在組織培養體系中或轉基因鼠的T淋巴細胞中CrmA表達能抑制CD95（Fas/Apo-1）和p55TNF受體Ⅰ誘發的凋亡，但對另一些諸如生長因子撤除，DNA損傷等細胞毒因素引起的凋亡則無能為力，而這些由細胞毒因素引起的凋亡現象則可被Bcl-2及其同系物所抑制，但是Bcl-2又不能抑制由CD95（Fas/Apo-1）和TNF受體介導的凋亡。由細胞毒因素及TNF受體家族介導的凋亡都可有效地被p35所抑制，提示這些通路都依賴于Caspases的激活。上述結果表明，在細胞中不同的凋亡激活途徑同時存在，其一是需要對CrmA敏感的Caspases參與但又不能被Bcl-2所抑制；而另一個則是Bcl-2可抑制的凋亡途徑，其中Caspases對p35敏感，但對CrmA則不敏感。
3 結語
目前Bcl-2是凋亡分子機制研究的主要靶分子。隨著對Bcl-2以及凋亡本身研究的日漸深入，Bcl-2是作用機制和凋亡的分子機制最終被闡明，從而提高對與凋亡有關的疾病的認識和診治水平。
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13 Susin SA, Lorenzo HK, Zamzami N, et al. Nature, 1999；397:441-446
細胞凋亡范文2
【關鍵詞】中性粒細胞；凋亡；燒傷
嚴重燒傷后體內激活的炎性細胞生成和釋放大量細胞因子，機體炎癥反應失控，機體代謝增加，免疫功能紊亂，被認為是導致傷后SIRS的重要發病基礎，也是當前燒傷死亡的主要原因，PMN凋亡和功能的改變，在細胞、組織和器官的損傷中及MODS中發揮重要作用[1]。中性粒細胞（PMN）凋亡的異?？杉觿』蜓娱L炎癥過程和持續的組織損傷，成為燒傷后炎癥損傷的重要環節之一。臨床上對炎癥反應的治療開始擴大到一系列對炎癥介質的調控和拮抗，如對PMN的活性進行調控可能改善炎癥反應。本文就PMN凋亡與燒傷關系的近年來研究進展做一綜述。
1PMN凋亡的概念及病理生理意義
細胞凋亡是一個主動的由基因決定的自動結束生命的過程，其發生需要基因的表達和蛋白質的合成，整個過程受由遺傳機制決定的程序化調控，又稱為程序性細胞死亡。正常的細胞凋亡是一種生理現象，如果受到破壞，將引起一系列病理改變。PMN是主要的炎癥細胞，在炎癥過程中無論是數量上還是功能上都處于重要地位。一般情況下，PMN壽命很短，凋亡是使PMN失活的重要途徑，其自發凋亡對急性炎癥的消退、繼發組織損傷的預防起重要作用。在凋亡過程中，PMN喪失原有的生物學功能并在包膜完整狀態下被吞噬細胞清除掉，此時不但可避免大量細胞內毒性物質的釋放，而且釋放抑制炎癥反應的因子，如TGF-β，PGE2等，炎癥得以收斂[2]。若PMN凋亡延長，則其在清除病原微生物的同時會繼續發揮生物學功能，釋放一些生物活性物質，吸引更多的炎癥細胞和炎性介質，增強炎癥反應并造成自身組織的損傷。許多報道證實燒傷、重癥感染、全身炎癥反應綜合征和再灌注損傷的病人均伴有外周血PMN凋亡延遲。由于PMN可通過多種途徑損傷機體，粒細胞的凋亡延遲就意味著持續的炎癥反應，并進一步可導致多臟器功能衰竭。
2PMN凋亡的基因調控
Bcl-2及其家族基因有抑制細胞凋亡和促進細胞凋亡兩組基因，它們相互作用從而對細胞凋亡進行調控，是重要的細胞凋亡調控基因。PMN常規表達半衰期相對較長的促凋亡蛋白Bax、Bak、Bid和Bad，這些促凋亡蛋白的持續表達，使PMN壽命短暫（6-10小時）；同時PMN也表達半衰期相對較短的抗凋亡蛋白A1、Bcl-xl、Mcl-1（半衰期僅2-3小時），一般情況下，半衰期長的促凋亡基因（主要是Bax）的活性占優勢，促進粒細胞凋亡。但當機體受到炎癥損傷時，抗凋亡蛋白合成增加，粒細胞出現凋亡延遲[3]。研究顯示，體外PMN培養中Bcl-xl、Mcl-1基因表達逐漸下降且很快消失，認為此與PMN的自發性凋亡的進程有關，并且將Bcl-2基因轉移至小鼠后，PMN凋亡受到一定程度的抑制[4]。PMN caspase 3的活化是PMN凋亡過程中一個必需環節，其下游的蛋白激酶C同工酶的活化及其向核內轉移是確保核酸內切酶活化的關鍵，從而使細胞核DN段化，加速PMN凋亡[5]。P38絲裂原活化蛋白激酶（P38MAPK）則在PMN延長其壽命期限過程中發揮重要作用。抑制P38MAPK活化可加速PMN的凋亡過程，而增強其活性則延遲PMN的凋亡。此外，細胞外信號調節激酶（ERK）的活化可延遲PMN的凋亡。P38MAPK和ERK兩種途徑間可能存在相互促進和制約的關系[6]。
3PMN凋亡的影響因子
3.1抑制因子PMN凋亡在基因調控基礎上還會受到許多炎癥相關因子的影響，如IL-1、2、6、8、15、GM-CSF、G-CSF等可抑制PMN凋亡。一些細菌毒素、可溶性免疫復合物、前列腺素E2及激素水平的提高等均可抑制PMN的凋亡。機體發生炎癥反應過程中細菌所產生的少量琥珀酸也能抑制PMN凋亡。顏光濤[7]等研究顯示，磷脂酶A2內外源性阻斷劑4-溴苯甲酰溴甲烷可明顯減弱促凋亡作用。IL-6、IL-18及燒傷血清刺激后可引起PMN凋亡延遲[8]。
3.2促進因子加速PMN凋亡的有TNF-α、超氧離子O2-、某些蛋白水解酶及一些病毒如EB病毒、A型流感病毒等；一些藥物也可加速其凋亡，如柳氮磺胺吡啶、低濃度金諾分等；此外，實驗表明PLA2激動劑脂多糖、鈣離子載體及高濃度的丁二酸等促進PMN凋亡[7]。
4PMN凋亡與燒傷
4.1燒傷后PMN凋亡的變化及影響因素大量實驗表明，嚴重燒傷后外周PMN凋亡發生延遲。馮剛等[9]應用流式細胞技術動態觀察嚴重創傷病人后一周內多個時相點PMN凋亡率的變化，發現創傷病人各時相點外周PMN凋亡率明顯降低，表明嚴重創傷病人外周PMN凋亡顯著抑制。李志清等[10]的實驗顯示，傷后一天內不同時相點的PMN凋亡百分率明顯降低，燒傷大鼠血清刺激24h后，PMN凋亡百分率顯著降低，表明嚴重燒傷后或在燒傷血清刺激下大鼠PMN凋亡延遲。另有實驗顯示嚴重燒傷后痂下水腫液也抑制PMN凋亡，并表明燒傷血清和痂下水腫液抑制細胞凋亡均呈劑量依賴關系[11]。燒傷血清抑制細胞凋亡的能力是通過減少對人粒細胞巨噬細胞集落刺激因子（GM-CSF）的中和抗體。GM-CSF增加PMN的粘附性和延長其活性，在燒傷血清中抑制PMN細胞凋亡可能發揮重要作用[12]。鄭江等[13]實驗顯示嚴重燙傷大鼠PMN凋亡率顯著降低的同時血清IL-6和IL-1α水平在傷后均顯著升高，PMN caspase-3的活性降低，認為IL-6和IL-1α等細胞因子可能是重要的影響因素，細胞內caspase-3激活的減少可能是燒傷后PMN凋亡延遲的機制之一。還有人認為熱損傷引起的PMN凋亡延遲部分與P13激酶/蛋白激酶活化增加了Bcl-xl的表達有關[14]。此外，近年來有研究報道，燒傷后bcl-2呈現出增加的變化，是燒傷患者血漿抑制PMN凋亡的重要因素之一[15]。
4.2燒傷后PMN凋亡的意義PMN凋亡后主要靠巨噬細胞吞噬清除，限制其介導的機體損害。實驗顯示嚴重燒傷后大鼠血巨噬細胞（Mφ）凋亡百分率較正常大鼠血清刺激后增多，腹腔Mφ對凋亡PMN吞噬能力降低，加上燒傷引起的PMN本身凋亡延遲，凋亡的PMN不能被Mφ吞噬完全，最終壞死，釋放毒性內容物，是引發SIRS的重要因素之一，PMN凋亡的進程影響著炎癥的發展和轉歸[10]。細胞凋亡的生物化學特征是由于細胞內切酶的激活，細胞中DNA斷裂，以核小體為單位進行DN段化。在白細胞凋亡中PMN凋亡占72%，PMN凋亡率決定了核小體的水平。Anne Morrison等[16]檢測創傷后失血性休克患者核小體水平，發現非感染者核小體水平比感染者高2.5倍到3倍，核小體的增加在全身感染中起到一定保護作用，由此可見，外周血PMN凋亡的增加可降低感染率。此外，PMN凋亡率可作為預測嚴重創傷病人病情程度和預后的指標[9]。
4.3PMN凋亡的調節許多研究表明，調節PMN的凋亡可改善全身炎癥反應，加速創面愈合。Zhang PH等[17]觀察地塞米松對正常血清和燒傷血清誘導燒傷早期PMN體外自發凋亡的影響，結果顯示，燒傷血清較正常血清誘導PMN凋亡減少，bcl-2、NFκB蛋白表達增加；加入地塞米松后，PMN凋亡增加；且NFκB蛋白表達減少，表明地塞米松可減輕燒傷血清對PMN凋亡的抑制作用，其機制可能與NFκB蛋白表達下調有關。魏在榮等[18]采用重度燒傷大鼠模型，利用低劑量環磷酰胺（cyclophosphamide，CY）進行干預，觀察大鼠骨髓PMN的變化，結果顯示，燒傷后給予低劑量GY，PMN凋亡率增加，持續時間延長，PMN數量開始減少的時間延遲，由此得知，低劑量CY可保持燒傷后早期PMN的數量，使其充分發揮生物學功能，又能加速嚴重燒傷早期大鼠骨髓PMN的凋亡，調控其排空。
PMN持續或過度產生或釋放細胞毒素加劇了炎癥反應和組織損傷，Janinov V等[19]認為能夠降低PMN活性和加速其凋亡的物質，如天然多酚，能夠改善持續性炎癥反應的病理狀態，并認為PMN的氧化和凋亡可作為藥理干預的潛在目標，擬PMN的抑制作用可被看做是對炎癥過程藥理調制的新戰略，支持了抗炎癥的內在機制。黃新莉等[20]采用體外分離和培養人血PMN，研究硫化氫（H2S）對人PMN凋亡的影響，結果表明NaHS可促進PMN凋亡，其機制可能與其上調P53蛋白的表達有關。此外，氮激光照射可增加燒傷后PMN的凋亡，減輕局部炎癥和改善燒傷創面愈合[21]。
PMN是體內重要的炎癥細胞，一般而言，PMN自發凋亡被抑制，其壽命會延長，生物學功能也會相應增強；反之，PMN自發凋亡被促進，它的壽命會縮短，其生物學功能也會相應減弱，PMN凋亡是其介導的炎癥反應終止的最主要步驟。在炎癥控制與治療中，明確PMN凋亡在全身性炎癥反應中的作用及其相關影響因素十分必要，有利于為調節機體嚴重燒傷后炎癥反應開辟一條新途徑。
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細胞凋亡范文3
關鍵詞：肺??；細胞凋亡；凋亡機制；檢測
細胞凋亡是一個主動過程，是機體在生理或病理條件下受到刺激后，導致細胞產生一系列形態和生化方面的改變而引起的程序性細胞死亡（programmed cell death，PCD）。
一、細胞凋亡機制與檢測方法
1.凋亡機制
細胞凋亡的生化特點包括質膜磷脂排列方向改變、細胞內離子環境自穩改變、蛋白酶和核酸內切酶激活分別致細胞蛋白質裂解和DNA斷裂、細胞內產生神經酰胺、線粒體功能障礙、谷胱甘肽耗竭以及轉谷氨酰胺酶激活。參與引發細胞凋亡的蛋白酶有多種，包括半胱氨酰天門冬氨酸特異蛋白酶家族成員和組織蛋白酶等。特別是caspase家族成員與細胞凋亡關系最為密切，至少有14種哺乳動物caspase已獲克隆，但僅對caspase-3和caspase-8的功能有所了解。caspase-8在細胞凋亡中發揮啟動作用；caspase-3在細胞凋亡中發揮效應作用。由于各caspase可相互激活，所以caspase蛋白酶級聯反應是導致細胞凋亡結構改變的主要環節。線粒體功能障礙在細胞凋亡發生機制中起關鍵作用，能促進線粒體功能障礙的因素很多，包括各種有害刺激和信號傳遞過程，其中某些配體/受體相互作用最為重要。配體與靶細胞表面受體相結合，就導致復雜的多蛋白復合物形成，即將凋亡信號傳遞給效應蛋白酶FLICE，FLICE與caspase-8相互反應可激活caspase-8，caspase-8激活后就通過某些不明的機制引發線粒體功能障礙。線粒體功能障礙導致細胞色素C釋放，細胞色素C與凋亡激活因子-2相結合，使caspase-3激活。caspase-3又激活DNA斷裂因子，導致靜息狀態的核酸內切酶激活，最終引起DNA斷裂。從線粒體功能障礙到DNA斷裂，是細胞凋亡生化途徑的共同途徑。在肝細胞凋亡發生機制中，以Fas配體/Fas受體引發凋亡信號級聯反應研究得最多。此外，轉化生長因子β1及其受體、腫瘤壞死因子及其受體在肝細胞凋亡發生機制中均起重要作用。細胞凋亡的主要調節因子是B細胞淋巴瘤/白血病-2蛋白家族的成員。Bcl-2，通過抑制凋亡以延長細胞存活時間，是哺乳類動物細胞凋亡的一種強大抑制因子。與Bcl-2關系密切的同源物是Bcl-x，有兩個RNA拼接變種，長Bcl-X是較大的拼接變種，短Bcl-X是短拼接變種。
2.檢查方法
（1）對細胞凋亡形態學的觀察有HE染色光鏡觀察以及電子顯微鏡、相差顯微鏡、共聚焦激光掃描顯微鏡檢查。
（2）對DNA降解片段的分析有瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA以及Southern Blotting方法。
（3）熒光標記膜蛋白V的檢測。
（4）流式細胞技術（FCM）可以對活體或已固定的凋亡細胞進行定量分析。（5）末端脫氧核苷酸轉移酶介導的脫氧尿苷三磷酸缺口末端標記術（TUNEL）。（6）免疫組化。
二、肝中的細胞凋亡
近年來研究表明：肝細胞的死亡方式包括壞死和凋亡兩種。凋亡在肝臟疾病發展過程中的重要作用得到了人們的重視，現將有代表性的幾種肝臟疾病中的凋亡現象分述如下
1.病毒性肝炎。Fas系統介導的細胞凋亡在肝炎發生發展過程中起著重要作用，在不同條件下，穿孔素、顆粒酶、TNF-α、TGF-β等也參與了肝細胞的凋亡。1998年Galle等報道乙型肝炎時肝細胞Fas表達增強，致敏的細胞毒性T細胞（CTL）表達Fas配基（FasL），CTL經過免疫途徑介導肝細胞凋亡，參與病毒的清理和肝炎的病理生理過程。若該反應過強，則可能誘發暴發性肝功能衰竭。
2.肝纖維化。肝纖維化是慢性肝病共有的病理改變，有研究表明各種類型的肝纖維化中都存在凋亡。肝星狀細胞（HSC）的激活是肝纖維化發生的中心環節。1998年Gong等報道HSC向肌成纖維細胞（MFB）的轉變與sFasL介導的凋亡增強相平行，Bcl-2和Bcl-XL在早期HSC上的表達高于晚期HSC和MFB，Bax則相反。這說明調節HSC的凋亡易感性在肝纖維化發生機制中起重要作用。
3.肝硬變。凋亡現象在肝硬變病例的肝細胞、膽管細胞、單核細胞中普遍存在。1999年Frommel等對照研究了正常肝組織、丙型肝炎和肝硬變標本，發現對Bcl-2的表達逐漸增強，肝硬變患者中表達最強，提出了一種解釋肝硬變患者中肝癌高發生率的新機制。
4.肝癌。肝細胞癌形成過程中，不僅癌細胞異常增生，而且突變的細胞凋亡減少，肝癌細胞對凋亡誘導反應明顯缺陷，1998年Jodo等報道肝癌血清中sFas水平升高，切除腫瘤后，sFas水平即下降。一些抑癌劑如:硒、類維生素A、化療藥物等可促進鼠肝的潛在惡性細胞的凋亡，從而降低肝癌的發病率，這從一個側面反映了凋亡在肝癌發病機制中的地位。1997年Cras L等報道在非基因毒性致癌物nafenopin所致的原發性肝癌中，正常肝細胞和肝腫瘤細胞都會受到抑制。當nafenopin的作用消失后，二者的凋亡都增加。后者的增殖率和凋亡率都高于前者。
細胞凋亡范文4
關鍵詞：凋亡；中藥；綜述
中圖分類號：R2－03 文獻標識碼：A
文章編號：1007－2349(2007)11－0046－03
細胞凋亡(apoptosis)是一種細胞生理性死亡的形式，是多細胞有機體為保持身體組織穩定、調控自身細胞增殖和死亡之間的平衡、由基因控制的細胞自動性死亡過程，在機體的生長發育、衰老、免疫調節、內環境穩定以及腫瘤、感染、自身免疫性疾病等生理病理過程中均有重要意義。機體通過凋亡過程來清除體內不需要或有害細胞，或通過抗凋亡過程維持細胞功能。抑制凋亡在維護生命個體的穩定、抗衰老等過程中有很重要的作用。近年來有關中藥抑制細胞凋亡的研究日漸增多，研究涉及缺氧、缺血等因素導致的神經系統、心腦血管、胃腸功能損傷的保護、腫瘤治療(放、化療)后骨髓、免疫功能損傷的防治等方面。中醫藥可對細胞凋亡過程的不同環節進行調節，進而抑制細胞凋亡，維持機體內平衡，阻止組織病理過程的惡化。
1 通過調控細胞凋亡途徑抑制凋亡
機體內存在多條細胞凋亡的信號轉導途徑，其中內源性的線粒體細胞色素C途徑和外源性的死亡受體途徑所介導細胞凋亡是目前研究較多的途徑。
1．1 通過調控線粒體細胞色素C途徑抑制凋亡 許多研究結果均表明，線粒體在細胞凋亡過程中起著“主開關”作用，是最重要的途徑之一，其通過Cyt－C途徑誘導細胞凋亡。在細胞凋亡信號的刺激下，會使caspases激活，胞質Ca2+水平升高，產生ceramide，諸如此類的改變會直接或間接地引發線粒體通透性轉變孔道(PTP)開放，使能量產生中斷，線粒體內膜跨膜電位(ψm)的下降，并導致外膜破裂，釋放出Cyt－C等各種活性蛋白，Cyt－C從線粒體內釋放是關鍵的一步。胞漿內的Cyt－C在dA7P存在下，與凋亡蛋白酶活化因子－1(Apaf－1)結合，誘導caspase－9前體的寡聚化，并形成凋亡體。凋亡體的形成可激活caspase－9，繼而活化Caspase－3，啟動Caspase的級聯反應，引起細胞凋亡。
有研究以缺氧／缺糖再給氧為模型，觀察清開靈注射液對神經細胞線粒體膜電位的保護作用。結果發現清開靈注射液能顯著降低細胞內Ca2+濃度，抑制細胞凋亡，提高線粒體膜電位和活性，認為清開靈注射液可抑制缺氧一缺糖再給氧損傷所致的線粒體膜電位的降低、抑制神經細胞內鈣超載與抑制細胞凋亡有關。
1．2 通過調控死亡受體途徑抑制凋亡 凋亡還可以通過死亡受體通路介導，現知死亡受體途徑主要包括Fas／FasL途徑和TNFa／TNFR途徑。死亡受體家族成員包括7NFRl、TNFR2、Fas／CD95、TRAlL－Rs等，當死亡受體與其相應的配基(死亡配體)特異性結合后，將凋亡信號由胞外傳人胞內，在連接分子的媒介下，激活Caspase，導致細胞凋亡。
1．2．1 通過調控Fas／FasL途徑抑制凋亡 中藥可以通過調控Fas／FasL的表達，抑制受損細胞的凋亡。參附注射液對培養的乳鼠心肌細胞缺氧及缺氧／復氧時凋亡相關基因Fas／FasL蛋白表達影響研究發現，結果缺氧4.5h及10.5h后，心肌細胞Fas／FasL蛋白的陽性表達指數(positive expressionindex，PEI)參附注射液組明顯低于缺氧組；參附注射液可通過下調Fas／FasL蛋白表達，參附注射液組還見到caspase-3活性下降，提示參附注射液抑制乳鼠心肌細胞凋亡是通過Fas／FasL-caspase-3途徑實現的。
1．2．2 通過調控TNFa／TNFR途徑抑制凋亡 研究還發現中藥通過調控7NFa／TNFR途徑抑制細胞凋亡。枸杞多糖對老年大鼠T細胞過度凋亡及相關基因表達研究發現，枸杞多糖可以下調促凋亡的TNFRl基因mRNA表達并上調抗凋亡的Bcl-2基因mRNA表達，降低老年大鼠T細胞的過度凋亡，從而改善老年大鼠T細胞過度凋亡的狀態。
2 通過影響凋亡信號傳導抑制凋亡
細胞抗凋亡的信號轉導是在內外生存因子的刺激下，激活多種信號偶聯途徑的信號轉導過程。常見的凋亡信號傳導途徑有磷脂酰肌醇－3－激酶(P13K)／蛋白激酶B(PKB或稱為AKT)途徑，RAS－MAPK途徑，NF－κB途徑，N()途徑等。
2．1 P13K／PKB途徑 P13K是一種胞內磷脂酰肌醇激酶，PKB是P13K的靶蛋白之一，P13K與PKB是促進凋亡作用的重要調節因子；其過量表達可抑制細胞的凋亡。黃芪多糖(APS)對2型糖尿病大鼠腎組織胰島素信號分子表達的研究發現，認為黃芪多糖降低2型糖尿病大鼠血糖水平的機制可能與提高糖尿病大鼠腎組織中胰島素受體(InsR)、胰島素受體底物－1(IRS－1)、P13K水平，增加組織對胰島素的敏感性，改善胰島素信號轉導有關。
2．2 RAS－MAPK途徑 絲裂原活化蛋白激酶家族(MAPKS)參與細胞凋亡的信號轉導過程。MAPKS級聯反應包括MAPKKK，MAPKK與MAPK等3個順序的活化過程。每一種激酶又由不同成分組成。MAPK包括ERK，jNK／SAPK，P38。有研究探討肝星狀細胞絲裂原活化蛋白激酶(HSCs MAPK)通路中ERK、JNK的活化情況，以及丹參藥物血清對磷酸化細胞外信號調節蛋白激酶(P－ERK)、磷酸化氨基末端蛋白激酶(P－JNK)表達，肝纖維化大鼠經丹參藥物血清干預后較對照組均顯著降低，正常大鼠經丹參藥物血清干預后較正常大鼠對照組也均顯著減少。表明活化的HSCs中ERK、JNK保持著較高的磷酸化水平，兩者介導的信號轉導通路是HSCs活化和增殖的重要途徑之一；阻斷MAPK信號通路可能是丹參治療肝纖維化的重要作用途徑之一。
2．3 NF－κB途徑 在大多數細胞類型中，NF－κB在胞漿中與抑制亞單位lκB結合形成無活性的復合物。在TNF誘導的細胞凋亡過程中，可刺激lκB的磷酸化作用及降解作用。使NF－κB能從復合物中釋放并活化，活化的NF-κB迅速轉位進入胞核，繼而作用于靶基因，誘導基因表達，編碼前炎性蛋白，如IFN，細胞因子，生長因子，細胞黏附因子，紅細胞生成素與MHC－I類分子等，抑制NOS的生成，并誘導編碼凋亡抑制蛋白C－IAPl，C－IAP2基因表達，誘導抗凋亡基因Bcl－2，Bcl－x1的表達。探討人參皂甙對心血管疾病的保健和防治機制的研究發現，結果顯示內毒素脂多糖(LPS)促使HUVEC NF－κB向細胞核內轉移，人參皂甙則能阻止
LPS誘導的NF－κB核內轉移；能完全阻止LPS致內皮細胞核提取物NF－κB DNA結合活性；IJs能使HUVl3C PAl－1蛋白及mRNA表達顯著增強，人參皂甙則使LPS的這種作用明顯減弱。認為人參皂甙對心血管疾病的防治機制之一可能是通過NF－κB途徑拮抗LPS致HUVEC PAI－1的表達。
2．4 NO途徑 NO對細胞的增殖與存活有雙重效應。它可以通過多種機制誘導細胞的凋亡，但在一些特定環境中，NO又可在一些細胞類型中作為凋亡的潛在抑制劑。川芎嗪對多巴胺誘導PCI2細胞凋亡的保護作用的研究發現，認為川芎嗪可抑制DA引起的PCI2細胞凋亡，此作用可能與降低NO生成有關。NO的抗凋亡作用還與caspase水平有關。在死亡配體依賴與配體非依賴的凋亡中，NO均能抑制caspase的活性。黃芪、當歸注射液可通過促進NO的生成、誘導caspase3表達促進體外培養的血管平滑肌細胞凋亡。同時還可通過上調bcl－2表達而抑制其阻止氧自由基破壞細胞結構，起抗細胞凋亡作用，通過抑制粘著斑激酶的表達，調節其對細胞增殖和凋亡的影響。已發現，NO在某些細胞類型的線粒體中起抗凋亡作用。如在鼠肝線粒體中，生理濃度的NO能可逆性的抑制PTP的開放，機制是通過膜的去極化與Ca2+的積聚作用。
2．5 其他 胞漿中游離的Ca2+作為第二信使在凋亡信號傳遞過程中起關鍵作用；細胞核內鈣離子濃度的持續升高是導致細胞凋亡的主要原因。細胞凋亡時最顯著的變化是DNA的斷裂，鈣離子可直接激活核酸內切酶促進DNA斷裂，也可通過激活蛋白酶、磷酸酶和磷脂酶，導致染色質結構完整性的喪失。葛根素及由紅參和麥冬有效成分制成的參麥注射液對腦缺血／再灌注中神經細胞均有一定的抑制作用。作用機制可能是阻斷Ca2+內流和／或胞內鈣庫的釋放。從抑制神經細胞內鈣超載。
目前發現在某些細胞中，cAMP是引起細胞凋亡的信號。細胞內cAMP濃度的上升可激活cAMP依賴性蛋白激酶，使靶細胞上某些絲氨酸和蘇氨酸磷酸化，從而影響這些蛋白的生物學功能，引起細胞凋亡。黃精多糖對正常小鼠血糖水平無明顯影響；但可顯著降低腎上腺素誘發的高血糖小鼠的血糖值；其機制可能是降低腎上腺素模型小鼠肝臟中cAMP的含量，通過抑制凋亡減輕高血糖肝臟的損害。
3 通過調控凋亡相關基因表達抑制凋亡
Bcl－2基因家族是最重要的細胞凋亡調控基因。抗凋亡基因bcl－2和bcl－xL是Bcl－2家族蛋白成員中主要的抗凋亡分子。bax基因是Bcl－2家族中重要的促凋亡基因。另外，p53、c－myc、Fas、c－fos等基因均是參與調控細胞凋亡的重要基因。有研究用黃芪注射液進行治療貧血小鼠，提示黃芪注射液可通過上調抗凋亡蛋白Bcl－XL表達減輕骨髓有核細胞的凋亡，并促進紅系、巨核系造血。丹參對持續性非臥床式腹膜透析(CAPD)相關性腹膜硬化模型大鼠腹膜間皮細胞凋亡有抑制作用，其機理是下調Fas基因的蛋白表達，上調Bcl－2基因的蛋白表達。c－los是一種轉錄調節因子，正常情況下在腦內水平極低。c－fos不適當的過度表達可干預細胞核的修復功能，導致細胞凋亡。有實驗表明。c－fos可能誘導腦缺血一再灌流時海馬CAl區細胞晚期促凋亡基因的表達，共同調控細胞凋亡，而中藥有效成分葛根素可通過下調凋亡相關基因c－fos的表達，減少神經細胞的凋亡，從而具有保護神經的作用。
4 通過調控細胞因子抑制凋亡
細胞因子(cytokine，CK)是機體細胞分泌調節細胞增殖、分化與死亡的一大類因子。與凋亡有關的細胞因子有氧自由基、氧化低密度脂蛋白(OX2LDL)及某些細胞因子等。清熱解毒方瀉心湯可顯著降低實驗性AS大鼠血清MAD水平，增強SOD活性，降低OX2LDL及N()水平等，從而抑制血管細胞過度凋亡。細胞因子如TNF(Tumomecrotiefactor)具有多種生物學功能，TNF在體外可誘導腫瘤細胞、樹突狀細胞及大鼠肝細胞出現凋亡，其中TNF-α與凋亡的關系更為密切，能與TNF受體結合，引起細胞內貯存Ca釋放，引起細胞內游離Ca2+濃度升高，從而激活Ca2+依賴性核酸內切酶，引起DN段斷裂和細胞凋亡。此外，與凋亡有關的細胞因子還有IL-2、IFN-γ、TGFβ1，NK細胞、IL-3、IL-4、IL-6、LAF-1(白細胞黏附因子)、CAM-1(細胞內黏附分子)、GM-CSF(粒細胞－巨噬細胞集落刺激因子)、NGF(神經生長因子)、SCF(干細胞因子)、IGF-1(胰島素樣生長因子)、核轉錄因子xu等。黃芪對脂多糖(LPS)致大鼠急性肺損傷(AIJ)后大鼠肺組織細胞有保護作用，其機制是減少促炎因子TNF-α、IL-1β的釋放，抑制肺泡上皮細胞凋亡。地黃飲子對阿爾茨海默病動物模型細胞凋亡抑制的機制，與上調核轉錄因子κB、hsp70mRNA的表達，抑制線粒體釋放細胞色素C，控制半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的激活有關。
細胞凋亡范文5
【左旋卡尼?。辉俟嘧p傷；心肌缺血；細胞凋亡
0引言
缺血/再灌注（myocardialischemia/reperfusion，MI/R）損傷是冠狀動脈再通后一個重要的并發癥，也是致死原因之一.有學者提出，細胞凋亡可能為再灌注損傷發病機制中的一個重要環節［1］；通過干預凋亡基因的表達以阻斷細胞凋亡過程，從而減輕再灌注損傷能否成為防治再灌注損傷的有效方法已受關注.卡尼汀，又名肉毒堿，可加速脂肪的β氧化，提高三磷酸腺苷（ATP）水平，優化心肌能量代謝途徑.近期的大規模臨床試驗CEMID的結果提示［2］，左旋卡尼汀明顯改善心肌梗死后患者的心功能，降低死亡率，縮小梗死面積.卡尼汀探究的新發現［3］，提示卡尼汀在對缺血性心臟病的功能中，優化心肌能量代謝，抑制MI/R心肌細胞凋亡可能是保護缺血再灌注心肌的重要機制.我們通過MI/R模型，探索左旋卡尼汀對MI/R心肌細胞的保護功能及其可能的機制.
1材料和方法
1．1材料
健康家兔25只，雌雄不限，體質量2.5～3.0kg（第四軍醫大學實驗動物中心提供）.卡尼?。ǔＶ萑还I技術探究所研制）；InSituCellDeathDetectionPOD試劑盒德國寶麗曼公司產品；Fas和Bcl2mAb，免疫組化試劑盒（購自北京中山生物有限公司）；伊文蘭和氯化三苯基四氮唑（TTC）購自Sigma公司.
1.2方法
1.2.1MI/R模型的制備30g/L戊巴比妥鈉30mg/kg腹腔麻醉，頸部居中切開.分離左側頸靜脈插管連接輸液泵.同步記錄心電圖觀察ST變化.心肌MI/R模型參照simpsond的方法加以改進，開胸，暴露心臟,于冠脈左室支中1/2處穿線環繞之,結扎線向外收緊，造成急性心肌缺血，45min后放松結扎線使冠狀動脈再通形成再灌注.各組中用以心肌梗死范圍和細胞凋亡檢測的心臟各半.
1.2.2分組隨機分為三組摘要:Ⅰ組空白對照組（n=5）,絲線穿過冠狀動脈左室支但不結扎；Ⅱ組MI/R組（n=10），MI后5min注射生理鹽水，至實驗結束.Ⅲ組左旋卡尼汀治療組（n=10），MI后5min注射左旋卡尼汀1.5mL/(kg%26#12539;h).
1.2.3測定SOD含量實驗結束后即刻分別取缺血區及正常供血區左心室心肌組織1.0g，低溫狀態下生理鹽水沖洗干凈，制成心肌勻漿液，離心后取上清液，按試劑盒說明書操作.
1.2.4細胞凋亡檢測及計算凋亡率再灌注3h結束后，分離左心室心肌，取缺血區心肌組織，用100g/L甲醛液固定24h，常規脫水,石蠟包埋，切片，采用末端標記TUNEL法檢測心肌細胞凋亡.按照試劑盒說明書操作.每一心臟取3張切片，在高倍鏡下（10目鏡×40物鏡）檢測，于凋亡陽性細胞區域隨機選擇10個視野，對凋亡陽性細胞計數并行計算機圖像分析，作半定量測定，以心肌凋亡陽性細胞數占總心肌細胞數的百分比作為心肌細胞凋亡指數（apoptoticindex，AI）.
1.2.5凋亡相關基因蛋白的檢測石蠟包埋組織連續切片，用免疫組化SP法觀察心肌細胞Fas,Bcl2的表達情況，用HPIAS1000圖像分析系統計算A值作為半定量參數，測量Fas,Bcl2蛋白表達.
統計學處理摘要：實驗數據用x±s表示，使用SPSS11.0軟件，多組比較進行onewayANOVA及LSDt檢驗，P%26lt;0.05為差異有統計學意義.
2結果
2．1SOD含量（kat/g)變化和I組（0.84±0.42）比較，II組（0.36±0.30）SOD活性明顯降低（P%26lt;0.05）,III組（0.72±0.30）SOD活性較II組顯著增加（P%26lt;0.05）.
2．2心肌細胞AI變化II組的AI明顯高于I組（P%26lt;0.01），III組AI明顯低于II組（P%26lt;0.01），但仍高于I組（P%26lt;0.01，表1).
2.3Fas,Bcl2蛋白含量的變化II組Fas含量明顯高于I組（P%26lt;0.01），III組Fas含量明顯低于II組（P%26lt;0.01）,和I組比較無統計學差異（P%26gt;0.05）.II組Bcl2含量顯著低于I組（P%26lt;0.01）和III組（P%26lt;0.01），III組Bcl2含量和I組比較無統計學差異（P%26gt;0.05,表1).表1各組間兔MI/R心肌凋亡指數及Bcl2,Fas含量的比較(略)
3討論
引起再灌注損傷的主要因素，目前認為和Ca2+超載［3］、氧自由基［4］和白細胞聚積有關.此外，已有多項探究報道顯示，氧自由基通過啟動Bcl2［5］，TNFα［6］多種細胞凋亡相關因素，誘導細胞發生凋亡.
細胞凋亡是指一定的生理或病理條件下，遵循自身的程序，通過啟動內部機制，主要是通過內源性DAN內切酶的激活，導致細胞主動死亡的過程.通過對調控細胞凋亡基因的探究，可以將細胞凋亡相關基因分為誘導基因（死亡基因）和抑制基因（生存基因）.通常在生理條件下，細胞有序而協調的激活凋亡誘導基因（fas,p53等）和/或凋亡抑制基因（bcl2等）共同控制著細胞代謝功能而維持細胞內外環境的動態變化.探究發現摘要：bcl2基因的功能主要是抑制細胞凋亡促進細胞生存.其抗凋亡的機制主要有摘要：Bcl2通過抑制自由基的產生而抑制細胞死亡,Bcl2和Bax結合成雜二聚體，可抑制Bak的促凋亡功能,Bcl2的過度表達有效地阻斷細胞色素c由線粒體向細胞質的釋放，對線粒體起始的caspase激活機制起著阻礙功能，從而抑制細胞凋亡.Fas又稱Apo1即CD95分子，是I型膜蛋白，屬腫瘤壞死因子受體家族成員.Fas和活化細胞交聯區誘導凋亡的機制主要是通過Fas和FasL結合，誘導神經鞘磷脂酶（SMase）的活化，分解SM生成神經酰氨
（Ceramide,CM）,CM通過膜結合性的絲/蘇氨酸激酶等激活第二信使，使胞內Ca2+濃度升高，引發一系列的生化反應，從而激活Ca2+Mg2+依靠性核酸內切酶，引起凋亡.
左旋卡尼汀本身并不是機體的基本營養素，是脂肪酸進入線粒體進行β氧化所必需的輔助因子，可加速轉運長鏈脂肪酸通過線粒體內膜，進入線粒體進行β氧化供能.左旋卡尼汀作為一種有效的氧自由基清除劑，在緩解氧化應激、減少脂質過氧化中均具有明顯的保護功能［7］.
本實驗我們觀察到再灌注早期給予左旋卡尼汀，家兔MI/R過程中SOD活性增加，心肌梗死面積減少，細胞AI下降，Fas蛋白表達減弱，Bcl2蛋白表達增強，表明左旋卡尼汀能抑制MI/R過程中細胞凋亡的發生.提示在MI/R損傷中，細胞凋亡是可以預防的.驗證了左旋卡尼汀通過調節Bcl2和Fas抑制心肌細胞凋亡，可能是保護MI/R心肌的重要機制這一假設.
至于左旋卡尼汀抑制MI/R心肌細胞發生凋亡的機制，可能和左旋卡尼汀提高SOD活性，減輕細胞內Ca2+超載，抗缺血，缺氧，減少氧自由基生成、增強細胞抗氧化損傷能力，從而發揮其抗氧化、抗凋亡的細胞保護功能.另外心肌缺血后，脂肪酸，如棕櫚酸鹽在血漿和心肌組織中生成增多，而棕櫚酸鹽被認為能促進心肌細胞凋亡［8］，棕櫚酸鹽通過調控棕櫚酰激酶（palmitoy1COA）介導的線粒體膜通透性的變化在細胞凋亡中發揮功能［9］.
【參考文獻
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細胞凋亡范文6
【關鍵詞】：心肌缺血/再灌注 細胞凋亡 基因調控 信號轉導途徑
【中圖分類號】R54; 【文獻標識碼】A【文章編號】1007-8517(2008)4-0010-03
細胞凋亡(apoptosis)又稱程序性細胞死亡(programmed cell death)，是指有核細胞在一定條件下通過啟動其內部機制，主要通過內源性DNA內切酶的激活而發生的細胞自然死亡過程，凋亡細胞在瓊脂糖凝膠電泳上顯示出典型DNA“梯狀”條帶，是由基因控制的有序化的主動死亡過程。近年來，隨著分子生物學技術的不斷豐富及分子心血管病學的研究發展，已證實細胞凋亡現象存在于心血管系統的許多生理和病理變化中，與許多心血管疾病的發生發展密切相關，本文就心肌細胞凋亡與缺血再灌注損傷的關系綜述如下。
1 心肌缺血/再灌注時細胞凋亡的證據
臨床及實驗研究證明， 心肌缺血/再灌注與心肌細胞凋亡有密切關系。1992年Schumer等首先在缺血/再灌注的大鼠腎臟組織觀察到細胞凋亡現象。1994 年Gottlieb 等首先在兔心臟上發現再灌注損傷促進了細胞凋亡。其后Fliss[1]等采用原位末端標記技術發現缺血/再灌注大鼠心肌細胞中有典型的凋亡形態改變及特征性DN段，并認為單純持續心肌缺血未能引起細胞凋亡， 缺血/再灌注后才出現明顯的細胞凋亡， 即再灌注加重細胞凋亡。并且發現細胞凋亡與缺血及再灌注持續時間有關， 認為細胞凋亡是缺血/再灌注損傷的特征之一。姚震[2]等研究表明，不同時間的心肌缺血/再灌注損傷均可導致心肌細胞凋亡，以缺血30～60min后再灌注時明顯，說明心肌細胞凋亡的發生率與此前心肌缺血時間長短有關。趙軍[3]等用流式細胞儀檢測缺血再灌注心肌細胞凋亡情況，發現再灌注45分鐘組､1h組均未見到凋亡的心肌細胞，2h組､3h組心肌細胞顯示出典型的凋亡特征。Chakrabarti[4]等在大鼠離體心臟灌注模型上發現心肌缺血10min 即出現心肌細胞凋亡，缺血30min達高峰，證實了缺血可引起心肌細胞凋亡。Maulik[5]等在大鼠離體再灌注心臟模型上研究表明，缺血15､30､60min均無心肌細胞凋亡證據。而缺血15min后再灌注90min和120min時通過DNA瓊脂糖凝膠電泳和地高辛配基標記的基因組DNA免疫染色熒光鏡檢證實有心肌細胞凋亡。Saraste[6]等對8例確診因心肌梗塞而死亡者的心臟標本進行檢測，這8例中其中6例進行過成功的溶栓治療，表明經歷過缺血再灌注損傷。結果發現所有急性心肌梗塞的心肌細胞中均有典型的細胞凋亡的生化特征，而對照組均為陰性。并且凋亡細胞主要出現在梗死邊緣區，無梗死的區域很少有細胞發生凋亡。因此認為缺血/再灌注損傷中有細胞凋亡參與， 且再灌注可以加速不可逆轉的細胞凋亡，而且心肌細胞的凋亡與缺血/再灌注持續時間長短有關。
2 心肌缺血/再灌注損傷中細胞凋亡的相關調控基因
細胞凋亡區別于細胞壞死的一個顯著特征即受基因調控，心肌缺血-再灌注損傷的細胞凋亡也同樣受基因調控。細胞凋亡是一個瀑布式基因表達過程，許多基因包括多種原癌基因和抑癌基因均參與細胞凋亡的調控。
2.Bcl-2基因：Bcl-2基因是第一個被確認對細胞凋亡有抑制作用的基因。Bcl-2蛋白是一種膜整和蛋白，主要分布于線粒體內膜､細胞內膜表面､內質網､核膜等處。Bcl-2的高度表達能阻抑多種誘導因素引起的細胞凋亡。Bcl-2抑制細胞凋亡可能與其以下幾種作用有關： ①Bcl-2的過度表達可減少氧自由基產生和脂質過氧化物的形成。②過度表達的Bcl-2能抑制線粒體通透性的改變，減少促凋亡蛋白的釋放，從而抑制細胞凋亡。③Bcl-2可抑制Ca2+的跨膜流動，通過調節胞內鈣離子濃度來調節凋亡。④Bcl-2可與凋亡蛋白酶結合，實現其抗凋亡作用。⑤Bcl-2可抑制細胞毒因素引起的凋亡現象
2.P21：Rsa基因編碼的p21蛋白位于細胞膜內表面P2可抑制周期蛋白依賴性激酶的活性，阻斷終末分化的細胞發生凋亡[7]。
2.3 P53：P53是一種重要的抑癌基因，有野生型和突變型兩種類型。野生型P53：對細胞凋亡有促進作用;突變型P53：對細胞凋亡有抑制作用。當DNA由于各種原因損傷后，野生型P53：基因表達迅速增強，P53：蛋白累積并與損傷的DNA形成高度穩定的復合物，DNA復制停止，細胞停滯于G期，直至損傷的DNA修復。如果DNA受損嚴重修復失敗，P53：蛋白則介導細胞發生凋亡。突變型P53：基因表達的蛋白可干擾野生型P53蛋白功能。Kirshenbaum[8]等研究了心肌細胞凋亡的分子調節機制， 結果證實p53基因為心肌細胞凋亡的激活因子， 并且指導著凋亡促進基因bax的轉錄，而p53激活的心肌細胞凋亡可以被抗凋亡基因bcl-2所阻斷。
2.4 立早基因：立早基因(immediate early gene)是一類在應激狀態下數分鐘內表達發生改變的基因，它們通常是一些DNA結合蛋白和轉錄因子。心肌缺血-再灌注可誘導c-fos､c-jun､junB､Egr-等立早基因表達迅速增加[9]，它們與其下游基因，如Ca2+-ATPase､血.管活性腸肽､酪氨酸羥化酶或一些炎癥介質等基因啟動子區的相應順式作用元件相結合，啟動下游基因的表達， 使細胞由G0期啟動進入細胞周期，誘導心肌細胞凋亡。
2.5 Fas基因：Fas蛋白是一種細胞表面受體，是一種膜蛋白屬于腫瘤壞死因子(TNF)受體家族成員之一。因Fas是一種受體，所以Fas抗體能與其結合，將死亡信號傳給Fas蛋白陽性細胞，激活細胞內胱氨酸蛋白酶，導致DNA裂解，細胞凋亡。心肌缺血缺氧能引起凋亡促進因子Fas表達升高。有實驗證實，心肌缺血再灌注后Fas基因的RNA及蛋白表達均增多，而且隨心肌缺血或再灌注時相延長而增加。缺血/再灌注期間許多細胞因子及蛋白在凋亡中起重要作用，如TNF-a，IL-1，IL-6，IL-10，胰島素樣生長因子I(IGF-1)，IAP-2[10](Inhibitors of apoptosis proteins 2)就不一一而論了。
3 心肌細胞凋亡的信號轉導
3.細胞因子信號轉導途徑：主要通過Fas､TNF分別與細胞膜表面相應的Fas受體(FasR)和TNF受體(TNFR)結合，TNFR和Fas與胞漿蛋白相聯系的死亡區段分別稱為TRADD和FADD。而與TRADD和FADD 聯系的是受體相互作用蛋白(RIP)，它含有一個激酶區段聯系信號，TNF與TNFR和Fas的結合可能引起TRADD和FADD形態的變化，從而允許與RIP結合，RIP啟動核內交通，從而激活核酸內切酶裂解細胞核DNA，細胞外信息轉導入細胞內，然后進行胞內信息傳遞―基因轉錄―應答反應導致凋亡。這一過程并非一條龍式的單一聯系，而是各個途徑上存在著多方式､多水平的橫向聯系，構成復雜的信號傳遞網絡。
3.線粒體途徑：在細胞凋亡過程中線粒體跨膜電位的耗散主要是由于線粒體內膜的通透性轉變，這是由于生成了動態的由多個蛋白質組成的位于線粒體內膜與外膜接觸位點的通透性轉變孔道(PT孔道)，在各種促細胞凋亡信號作用下，線粒體通透性轉變為不可逆的過度開放，導致線粒體跨膜電位崩解，呼吸鏈解偶聯，基質滲透壓升高，內膜腫脹，細胞色素c(Cytc)釋放到胞漿，在ATP/atp 存在下，Cytc與凋亡蛋白活化因子(apoptotic protease-activating factor ， Apaf-1)形成多聚體復合物，通過Apaf-1氨基端的caspase募集結構域募集細胞中的caspase-9前體，一個活化的Apaf-1可募集多個caspase-9，并使其自我剪切和活化，啟動caspase的級聯反應，激活下游的caspase-3和caspase-7，完成對相應底物的切割，引起細胞凋亡。心肌細胞的凋亡過程中，線粒體被認為是處于凋亡調控的中心位置。Davidson[11]等報道用PI3K和Erk通路抑制劑后，胰島素保護心肌細胞凋亡的功能喪失，而胰島素的保護作用主要是通過干預PT孔而實現，說明RISK通路可能參與PT孔導致的心肌細胞的凋亡。
3.3 有絲分裂原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases，MAPKs)信號轉導途徑：Bogoyevitch等[12]在缺血再灌注成年大鼠的心臟模型上首次證實了單純缺血可激活p38，但ERKs的活性無論在缺血期或是在缺血再灌注期都不表達。XinL[13]等進一步證實了p38MAPKs是缺血再灌注后心肌凋亡信號轉導的一個關鍵因子， 抑制p38絲裂素活化蛋白激酶(MAPK)可減輕心肌細胞凋亡。還有研究[14]表明JNK/SAPKs路徑也參與了缺血后心肌細胞的凋亡過程。
3.4 JAK-STAT途徑：整體IRI模型給予JAK-2特異性抑制劑AG-490，caspase-3活性顯著增強，bax 表達增多，心肌細胞凋亡數目增多，但大鼠離體心臟經AG-490處理后則表現心肌細胞凋亡數目減少[15]。提示JAK-STAT通路在調節心肌細胞凋亡中可能具有雙重性，這一現象也可能與該通路與其他通路交會(crosstalk)相互調節有關。
3.5 LOX-1通路(lectin-like oxidized low density lipoprotein receptor-1，凝集素樣低密度氧化脂蛋白受體)LOX-1在IRI心肌細胞凋亡中的作用備受關注。缺血再灌注時低密度脂蛋白氧化釋放活性氧，氧化的低密度脂蛋白和活性氧均可使LOX-1受體上調。Li[16]等發現左冠狀動脈結扎60min再灌注60min的麻醉大鼠LOX-1受體表達及心肌凋亡明顯增多，而給予LOX-1受體阻斷劑JXT21來阻斷其表達，致使凋亡數目降幅達48%， 心肌梗死面積減少了45%。而Hayashida[17]等研究表明急性冠脈綜合征者，LOX-1表達增高，提示LOX-1通路可能在IRI介導的心肌細胞凋亡中發揮重要作用。
綜上所述，缺血再灌注損傷本身是個多因素協同的過程，缺血再灌注組織發生細胞凋亡的機理也是一個多因素的過程，細胞凋亡可能為再灌注損傷發病機制中的一個重要環節，目前的研究還遠未闡明其具體機理，有關凋亡的啟動機制､基因調控機制有待今后進一步探索，尋找理想的抑制凋亡的臨床藥物無疑將會對臨床防治缺血再灌注損傷，預防正常細胞發生凋亡產生極為重要的影響。
參考文獻
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