細胞程序性死亡

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細胞程序性死亡是中國的一個科技名詞。

語言一發即逝，不留痕跡。當人類意識到需要把說出的話記下來時，就發明了文字。在世界範圍內，曾經獨立形成的古老文字除我們的漢字外，還有埃及的聖書字、兩河流域的楔形文字、古印度的印章文字以及中美洲的瑪雅文。後來，這些古老文字的命運各不相同，或因某種歷史原因而消亡，如瑪雅文；或因文字的根本變革而遭廢棄，如楔形文、聖書字，只漢字沿用至今，而且古今傳承的脈絡清晰可見，成了中華民族文化的良好載體。

目錄

名詞解釋

在細胞凋亡一詞出現之前，胚胎學家已觀察到動物發育過程中存在着細胞程序性死亡（programmed cell death，PCD）現象，近年來PCD和細胞凋亡常被作為同義詞使用，但兩者實質上是有差異的。PCD是一個功能性概念，描述在一個多細胞生物體中，某些細胞的死亡是個體發育中一個預定的，並受到嚴格控制的正常組成部分，而凋亡是一個形態學概念；PCD應包括細胞凋亡，程序壞死，以及最新發現的細胞焦亡（丁明孝等編《細胞生物學第五版》 [1]）。而現行人教版高中生物教材將概念簡化易造成誤解，即將PCD等同於細胞凋亡。

歷史概述

儘管早在170年前，人們就在細胞中觀察到了自然發生的細胞死亡現象，然而長期以來它都被視為是一種細胞被動現象，以及生物系統的一個必然歸宿點。直到科學家們逐漸展開對蠶和蝌蚪的發育定時細胞死亡研究，這一觀念才開始發生改變。科學家們在這些早期的研究中發現當蛋白質或RNA合成受到抑制時有可能導致細胞死亡發生延遲，神經細胞的存活需要一類稱作神經營養因子的細胞外存活因子的支持。最初人們只是將神經營養因子視為是細胞存活必需的一種特殊的營養物質，然而後來的研究證實這些因子是通過抑制細胞內自殺性程序來支持細胞存活的。更深入的研究表明這一機制並不僅局限於神經系統，這種對於細胞外存活信號的競爭是一種廣泛存在於動物體內控制細胞數量的重要機制。

細胞死亡領域的另一個里程碑式成果是Kerr, Wylie和 Currie開展的細胞超微結構研究，確定了生理條件下瀕死細胞一系列的細胞形態學變化。當細胞對無法承受的壓力或損害做出死亡反應時，細胞會發生膨脹和破裂，這一過程稱之為壞死（necrosis）。而在正常發育和內環境穩定過程中，大部分細胞死亡時則表現為細胞體積縮小、核固縮、胞膜結構完整、最終細胞遺骸被分割為凋亡小體，並迅速被周圍專職或非專職吞噬細胞吞噬。而研究則揭示出凋亡並非發育細胞死亡的唯一形式，當PCD受到抑制時細胞還可能存在有其他的補償機制。此外，科學家們還在線蟲研究中揭示了細胞發生PCD的遺傳學分子機制，鑑別出了對PCD產生特殊效應的一些突變，證實細胞死亡是通過一些特殊基因啟動細胞自殺程序的細胞發育的最終命運。在對相應基因的分子特徵鑑定中確定了在進化中保守的核心的細胞死亡機器，以及作為細胞凋亡的中心環節和關鍵執行者Caspase家族。

壞死區別

凋亡細胞的主要特徵是（參見表15-2）：①染色質聚集、分塊、位於核膜上，胞質凝縮，最後核斷裂（但是核膜不破裂），細胞通過出芽的方式形成許多凋亡小體（圖15-4）；②凋亡小體內有結構完整的細胞器，還有凝縮的染色體，可被鄰近細胞吞噬消化，因始終有膜封閉，沒有內溶物釋放，故不會引起炎症；③凋亡細胞中仍需要合成一些蛋白質，但是在壞死細胞中ATP和蛋白質合成受阻或終止；④核酸內切酶活化，導致染色質DNA在核小體連接部位斷裂，形成約200bp整數倍的核酸片段，凝膠電泳圖譜呈梯狀；⑤凋亡通常是生理性變化，而細胞壞死是病理性變化。