植物细胞凋亡研究概况.doc

植物细胞凋亡研究概况 摘要：细胞凋亡（programmed cell death）简称PCD，是一种由细胞内部控制的主动死亡行为。普遍存在于动植物生长发育过程中，在个体发育、环境压力以及与环境互作过程中起着极其重要的作用。植物细胞凋亡具有染色质固缩和边缘化、DNA片断化、核的降解、质膜内缩、大量囊泡的出现、细胞壁的修饰等特征，是由相关的基因、蛋白酶以及细胞色素c介导和调控的。本文概述了植物细胞凋亡的分子机理、凋亡特征和检测技术，并对植物细胞凋亡存在的问题进行分析和展望。 Abstract: Apoptosis(programmed cell death) referred to as PCD, is an active death behavior controlled by the cells internal. Generally exists in the growth process of animal and plant, which plays a very important role in the process of the individual development, environmental pressure and the environment interaction. Plant cell apoptosis with chromatin condensation and marginalization, DNA fragmentation, nuclear degradation, plasma membrane retraction, a large number of vesicles appeared, cell wall modification and other characteristics, is mediated and regulated by the related gene, protease and cytochrome c. This paper summarizes the molecular mechanism of plant apoptosis, apoptotic features and detection technology, and carries on the analysis and prospect on the existing problems of plant cell apoptosis. 细胞凋亡(细胞编程性死亡)是细胞的重要生命活动特征，对于多细胞生物个体发育的正常进行，自稳平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面都起着非常关键的作用，平衡及多种病理过程具有极其重要的意义。细胞凋亡的概念由Kerr[1]于1972年提出，当时用来描述某些类型细胞在一定的生理或病理条件下，遵循自身的程序，主动地结束其生命，最终脱落离体或裂解为若干凋亡小体而被其它细胞所吞噬的过程。细胞凋亡的主要特征包括：染色质凝集、质膜出芽、核裂解及凋亡小体的形成。二十世纪九十年代，在世界范围内广泛兴起对于细胞凋亡的研究，并在动物细胞凋亡的机理研究中取得了重大进展。人们对植物细胞凋亡的研究起步较晚。Greenberg(1994)[2]等最早提出植物中存在程序性死亡的现象，即植物受病原体侵染时，自身的抗病基因被激活，同时促使感病部位的细胞死亡，抑制病原体的扩散，这一现象称过敏反应(Hypersensitive Reaction，HR)。在过敏反应中可观察到某些与动物细胞凋亡类似的特征。近来已有不少证据表明植物细胞中存在凋亡的现象。许多植物在发育过程中发生的死亡现象，如叶、心皮、花瓣的衰老、木质部的发生、湿地植物通气组织的形成、糊粉层的消失等实际上都是程序性死亡。通过研究人们也发现许多诱导植物细胞凋亡的因素，如病原体感、热激、维生素K3、乙烯利、外源细胞色素c、羟自由基、高盐等。人们发现植物细胞的凋亡具有某些与动物细胞凋亡相似的机制[3]。 1植物细胞凋亡的特征 细胞凋亡的形态学特征主要表现为细胞核固缩；染色体凝集；大多数细胞出现DNA片段化（fragmentation），经琼脂糖凝胶电泳出现梯形条带（DNA Ladder） ；细胞骨架紊乱，内质网起泡，并与细胞膜融合，形成细胞质气泡；染色体段片、细胞器和细胞质被细胞膜包裹，形成凋亡小体。凋亡小体很快被巨噬细胞和邻近的细胞所吞噬，由于死亡细胞的溶酶体酶无活性，因此凋亡细胞的清除不会产生炎症反应。凋亡细胞表面皱缩并出现卷曲，内质网扩张并出现火山口样的空腔，空腔与细胞膜相融合。细胞凋亡过程中，细胞的生化特性也发生改变，例如一些蛋白酶被激活或抑制，核酸内切酶激活等[4]。 2细胞凋亡的分子机理 2.1Caspase Caspa