诺贝尔奖工作回顾细胞凋亡的分子机制和其在当前医学中的应用——2002年诺贝尔生理学或医学奖工作介绍和研究.pdf

·诺贝尔奖工作回顾· 细胞凋亡的分子机制及其在当前医学中的应用 ——-2002年诺贝尔生理学或医学奖T-作介绍及研究进展 宋伟‘宋德懋一 (北京大学医学部生理学与病理生理学系，北京100083) 细胞凋亡(apoptosis)或程序性细胞死亡(pro-天都会产生许多功能异常的细胞，如癌变细胞、衰老 cell @rammeddeath，PCD)是指在一定的条件下，细胞细胞、被微生物侵袭的细胞等。细胞凋亡可以将这 遵循固定的程序，自己结束生命的过程…。从细胞 些细胞清除，并且由新诞生的功能正常的细胞替换。 功能上看，一个多细胞生物体中，在正常条件下，某 因此，体内细胞的诞生和死亡处于动态平衡，从而维 些细胞的死亡是细胞个体发育的一个阶段(最后阶 持机体组织器官中细胞数量稳定和功能正常。 段)。这种死亡是一种预定的、并受到严格程序控制 的正常个体发育过程，称之为程序性死亡(PCD)。 从形态上看，上述细胞死亡有其特定的形态学变化， 例如细胞产生膜泡、染色质浓缩和DNA降解等等； 具有上述形态学特点的细胞死亡称之为凋亡。由于 在绝大多数情况下，程序性死亡具有与凋亡相同的 形态学变化，因此，这两个概念或名词可以看成是从 不同角度描述的同一过程，可以混用。 从形态学上看(图1)BJ，细胞凋亡是一变化的 过程。首先细胞变圆，随即与周围细胞脱离；细胞失 去微绒毛，胞浆浓缩，内质网扩张呈泡状并与细胞膜 融合，核染色质密度增高，凝聚在核膜周边；然后核 圈1在发育中的大鼠小脑的一个早期凋亡细胞 三角形标记为被吞噬的凋亡细胞碎片 染色质断裂为大小不等的片段，与某些细胞器如线 粒体聚集在一起，被反折的细胞膜包围。从外观上 早在1896年科学家就已经在鱼类神经元的发 看，细胞表面产生了许多泡状或芽状突起；接着这些 育过程中观察到细胞凋亡的现象，细胞凋亡的概念 最早是由英国阿伯丁(Aberdeen)大学的病理学家科 突起逐渐分隔，形成单个的凋亡小体(apoptotie J，同时他还详尽描述了死亡过程 尔(Kerr)提出的u body)；最后凋亡小体被邻近的正常细胞吞噬并消 化。细胞凋亡过程中有一些标志性的生物化学变 中细胞的形态学变化。进入20世纪60年代后，细 胞凋亡的研究进入到基因水平，先后有三位科学家， 化【3J：细胞膜上的磷脂酰丝氨酸(PS)由膜内侧面翻 Brenner 到外侧面；胞质内蛋白酶活化，发生级联反应(eas-即美国加州伯克莱科学研究所的Sydney cade)，同时有能量消耗、新基因转录或蛋白质合成 等变化；细胞核内染色质DNA被核酸酶酶切成以核John 的H．Robert 小体180～200bp为重复单位的片段，如果将从凋亡 细胞中提取的DNA进行琼脂糖凝胶电泳，会形成梯秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis 状的DNA条带(DNA 为动物模型做了开创性的工作，为此共同获得了 ladder)。 从细胞功能上看，细胞凋亡对多细胞生物体具 2002年诺贝尔生理学或医学奖。公报称，由于他们 有重要的意义HJ。一方面在生物发育过程中细胞凋 发现了器官发育的基因调控和细胞的程序性死亡 亡可以清除没有功能的、不需要的、不正常的和有害 的细胞，优化组织器官的结构和细胞数目，确保正常 ‘北京大学医学部八年制临床医学专业04级学生 个体发育。另一方面在生物体整个生命过程中，每