對(duì)高中生物中細(xì)胞凋亡過(guò)程的研究

王世婕

摘 要：分化與增值是生物體環(huán)境當(dāng)中細(xì)胞的重要部分，其中凋亡是重中之重。Kerr在十九世紀(jì)中后期提出細(xì)胞凋亡這一現(xiàn)象，從形態(tài)學(xué)角度出發(fā)，認(rèn)為細(xì)胞凋亡是程序性的、主動(dòng)的自然死亡方式，通常稱其為程序性死亡。與一般所熟知的概念有所不同，這里面的凋亡從形態(tài)學(xué)角度出發(fā)，主要是指器官組織的發(fā)育、細(xì)胞的惡變以及正常生理活動(dòng)的維持機(jī)體。從其發(fā)現(xiàn)至今，在生物學(xué)領(lǐng)域一直是一大研究熱點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：細(xì)胞凋亡；生物環(huán)境；細(xì)胞

1 細(xì)胞凋亡相關(guān)概述

為了保證生物內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，物體內(nèi)部的細(xì)胞會(huì)在自主基因的控制下進(jìn)行死亡，常稱之為細(xì)胞凋亡。它不同于細(xì)胞的壞死，它是一種主動(dòng)的過(guò)程。此外，基因的調(diào)控、表達(dá)和激活同樣與細(xì)胞凋亡有關(guān)。細(xì)胞凋亡的最終目的是更好的在環(huán)境中適應(yīng)下去從而主動(dòng)爭(zhēng)取死亡，而不是因某種病理或自損。

2 細(xì)胞凋亡的過(guò)程

（1）凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。被作用的細(xì)胞在與外界凋亡誘導(dǎo)因素相互融合后，致使其發(fā)生相應(yīng)生化反應(yīng)，Ca2+、神經(jīng)酰胺和cAMP等有關(guān)凋亡的信號(hào)隨之而啟動(dòng)。

（2）凋亡基因激活。啟動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)剿{(diào)控的凋亡基因上，預(yù)定程序也即將開(kāi)始，接下來(lái)所需要的相關(guān)物質(zhì)以及各種酶即可合成，通過(guò)對(duì)哺乳動(dòng)物的研究，從中發(fā)現(xiàn)了至少15種可以對(duì)細(xì)胞凋亡進(jìn)行抑制的蛋白質(zhì)（Bcl-2）。

（3）凋亡的執(zhí)行?；虮磉_(dá)-執(zhí)行凋亡的命令-激活蛋白酶-對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行剖析。

（4）凋亡小體消失。凋亡的小體會(huì)被周圍的消化細(xì)胞進(jìn)行吞噬。這是一個(gè)比較迅速的過(guò)程，通常凋亡后在幾分鐘內(nèi)就能形凋亡小體，凋亡的整個(gè)過(guò)程不超過(guò)一天，通常在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)即可完成。教科書(shū)中介紹，細(xì)胞凋亡過(guò)程實(shí)際就是在基因的控制下自主結(jié)束生命，上述過(guò)程更加詳細(xì)的對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了詮釋。

3 細(xì)胞凋亡的方法學(xué)研究

細(xì)胞凋亡的研究方法有很多，在學(xué)術(shù)上常用的檢測(cè)方法是利用細(xì)胞儀等進(jìn)行檢測(cè)。

3.1 根據(jù)形態(tài)學(xué)檢測(cè)細(xì)胞凋亡的方法

最經(jīng)典的檢測(cè)方法是根據(jù)形態(tài)學(xué)進(jìn)行檢測(cè)。利用相關(guān)的電鏡和顯微鏡詳細(xì)的觀察細(xì)胞的懸液和涂片以及相關(guān)的組織切片?？梢园l(fā)現(xiàn)在前期，核仁消失、胞漿濃縮、細(xì)胞皺縮變小，同時(shí)在核膜內(nèi)表面發(fā)現(xiàn)新月型的染色質(zhì)。而變成凋亡小體的有關(guān)細(xì)胞會(huì)變成“泡”狀的形態(tài)，進(jìn)而周圍的吞噬細(xì)胞和相關(guān)組織發(fā)現(xiàn)并吞噬，從而完成了整個(gè)的凋亡過(guò)程。

3.2 根據(jù)生化特征檢測(cè)凋亡的方法

從生化特征角度來(lái)看，鎂離子與鈣離子的濃度會(huì)隨著細(xì)胞的凋亡而增高。因兩種離子對(duì)內(nèi)源性核酸較為依賴，從而激活其內(nèi)部的內(nèi)切酶，同時(shí)在核小體處將DNA水解，從而產(chǎn)生出寡核苷酸或180～200bp，“梯形”狀態(tài)的DNA會(huì)在凝膠后表現(xiàn)而出。另一方面，水解DNA后會(huì)發(fā)現(xiàn)其末端均為3-OH，可以在利用酶的催化作用在外源性核苷酸中滲入原位末端標(biāo)記技術(shù)，利用顯示系統(tǒng)將DNA斷裂口顯示出來(lái)。利用Klenow的原位缺口將INST平移，這種方法不僅能將原位進(jìn)行標(biāo)記，并且具有較強(qiáng)的特異性，可是所需費(fèi)用非常龐大，并且此方法無(wú)法將其與壞死進(jìn)行區(qū)分。

3.3 凋亡細(xì)胞的流式細(xì)胞儀檢測(cè)方法

它通常產(chǎn)生在裂解DNA時(shí)，較為嬌小的DNA會(huì)在穿過(guò)細(xì)胞膜的時(shí)候出現(xiàn)丟失的情況，而篩選過(guò)所剩的DNA均為大片段，并結(jié)合組成“亞G1蜂”。此方法不僅能夠彌補(bǔ)前文方法的缺點(diǎn)，而且能將大量的細(xì)胞進(jìn)行詳細(xì)的剖析，對(duì)今后的研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。單熒光染色法較為簡(jiǎn)單易行，在乙醇固定細(xì)胞后用PI進(jìn)行染色即可。而雙熒光主要是通過(guò)熒光的分布情況進(jìn)行區(qū)分，用Heochst33342來(lái)對(duì)正常死亡的細(xì)胞進(jìn)行染色，選擇PI的時(shí)候就需要進(jìn)行復(fù)染，最后進(jìn)行相關(guān)分析。較強(qiáng)的特異性和敏感性是FITC-AnnexinV/PI所具有的特點(diǎn)，對(duì)最初的細(xì)胞膜未破裂的細(xì)胞同樣能檢測(cè)。利用PI方法與所選取的熒光素進(jìn)行結(jié)合確立出細(xì)胞的雙染色。最后利用相關(guān)的儀器分辨出熒光強(qiáng)弱的兩種ISNT與TUNET。

4 細(xì)胞凋亡在疾病防治中的應(yīng)用

對(duì)于突變細(xì)胞、剩余有效細(xì)胞以及消除一些潛在的、能夠自身反應(yīng)的淋巴細(xì)胞而言，調(diào)控免疫細(xì)胞死亡發(fā)揮著重要作用。如果機(jī)制出現(xiàn)問(wèn)題，很多疾病會(huì)隨之而來(lái)，所以在防治疾病的發(fā)生和探索理機(jī)中凋亡機(jī)制的有效運(yùn)用發(fā)揮重要作用。現(xiàn)如今常應(yīng)用該機(jī)制預(yù)防以下幾類疾?。?/p>

a.利用Caspase所制造的相關(guān)藥劑可以有效的對(duì)腦缺血引發(fā)的疾病進(jìn)行防范，例如新生兒呼吸病以及老年癡呆等。

b.過(guò)度凋亡所產(chǎn)生的疾病都可以用Caspase進(jìn)行抑制，例如視網(wǎng)膜退行病、移植排斥等。

c.可用其預(yù)防缺氧所產(chǎn)生的凋亡問(wèn)題。通過(guò)凋亡的發(fā)生過(guò)程可以將相關(guān)的細(xì)胞問(wèn)題進(jìn)行凋亡遏制，從而達(dá)到防范的目的。

d.細(xì)胞凋亡可以通過(guò)體內(nèi)產(chǎn)生病毒感染進(jìn)行阻止，Caspase系統(tǒng)或者是小分子多肽都可以利用病毒或其產(chǎn)生的蛋白質(zhì)來(lái)進(jìn)行抑制，從而達(dá)到阻止細(xì)胞凋亡的目的。

e.腫瘤防范治療。在腫瘤的發(fā)病體系當(dāng)中，細(xì)胞凋謝占據(jù)著主導(dǎo)地位，由于bcl-2的過(guò)度表達(dá)，可以將細(xì)胞的生理性死亡降到最低，從而產(chǎn)生腫瘤。而利用bcl-2可以將腫瘤細(xì)胞殺死。利用P53的特性也可以達(dá)到這種目的。腫瘤以及一些癌癥常采用化療解決，從本質(zhì)上來(lái)看該方法就是誘導(dǎo)癌癥細(xì)胞凋亡從而達(dá)到最終目的。細(xì)胞凋亡有關(guān)研究在近些年取得了突破性的進(jìn)展，并且在該方向上的研究仍在不斷深入。

5 總結(jié)

腫瘤的產(chǎn)生源于細(xì)胞中的抑癌基因缺損，從而產(chǎn)生原癌基因引發(fā)腫瘤。若細(xì)胞不能正常的凋亡則會(huì)嚴(yán)重影響正常細(xì)胞的產(chǎn)生，同樣會(huì)致使腫瘤產(chǎn)生。通過(guò)對(duì)其相關(guān)機(jī)理的闡述可以得出許多的生理疾病的本質(zhì)，故而通過(guò)對(duì)其調(diào)控影響即可開(kāi)辟出一種新的治療途徑。近幾年來(lái)，雖然相關(guān)的研究有著重大的突破，但是對(duì)其相關(guān)的研究還是極其有限的，對(duì)有關(guān)機(jī)理還需進(jìn)行深入的探討。

參考文獻(xiàn)：

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