· 用户注册 · 设为首页 · 加入收藏 · 联系站长 · · ·
 | 网站首页 | 文章中心 | 图片中心 | 影音在线 | 下载中心 | 许愿祝福 | 我要投稿 | 
您现在的位置: 生物小吧 >> 文章中心 >> 备课资料 >> 生命基础 >> 正文 今天是:
创造性的毁灭——细胞凋亡(外一篇)
作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:2428    更新时间:2007/5/29
        ★★★ 【字体:

当地时间2002107日,瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔奖评审委员会将2002年诺贝尔生理学或医学奖授予了悉尼·布雷内、罗伯特·霍维茨和约翰·苏尔斯顿等三位科学家,以表彰他们在细胞程序性死亡这一领域中的开创性工作。他们不但发现在生物的器官发育过程中存在细胞程序性死亡,而且阐明了细胞程序性死亡过程中的基因规律。

什么是细胞程序性死亡

细胞程序性死亡是细胞的一种主动性自杀行为,在生理及病理的情况下均可发生。这些细胞死得有规律,似乎在按照编好了的程序进行,犹如秋天片片树叶的凋落,所以又被称为细胞凋亡

细胞凋亡有别于细胞的坏死。细胞坏死是由致病因子引发的急性损伤,引起细胞破裂,胞内溶酶体释放,最终导致炎症反应,对细胞的杀伤没有选择性。而凋亡的细胞则不伴随炎症反应。通常,凋亡的细胞发生皱缩,染色体被切成片段化,细胞核固缩、碎裂,形成凋亡小体,最终为体内的巨噬细胞所吞噬,对临近的细胞不产生影响。在正常情况下,我们身体内细胞的死亡大都是凋亡,这可以让新生的细胞取代衰老的细胞,让我们的身体保持健康。

布雷内慧眼识线虫

20世纪60年代末,英国科学家悉尼·布雷内希望能找到一种适于基因水平研究,并能确定完整的神经系统的实验生物模型。最终布雷内选择了一种较为简单的生物——秀丽隐杆线虫。

秀丽隐杆线虫非常适合用作基因分析,除了显而易见的体形小、生长周期快等优点外,还因为它是一种可以自我繁殖的雌雄同体生物,非常有利于得到具有同一基因结构的纯合体线虫。另外,秀丽隐杆线虫还存在一种雄性个体,它不能自我繁殖,必须与雌雄同体的线虫交配才可繁衍后代。利用雄性个体,人们可以将突变基因从一种线虫转移到另一种线虫中去。

事实上,利用线虫的形体和运动特征以及协调性缺乏等突变特征,布雷内建立了最为丰富的突变体线虫株,并将线虫形体、行为的改变与染色体上的突变位点——对应起来。这就使得基因分析能够和细胞的分裂、分化以及器官的发育联系起来,为后来人们发现细胞凋亡及其机制奠定了基础。

苏尔斯顿提出细胞程序性死亡

秀丽隐杆线虫非常小而且是透明的,成年的雌雄同体线虫总共才959个细胞,这就便于研究人员通过显微镜观察活的完整线虫的内部构造,并且能直接观察线虫发育过程中单个细胞的迁移、分裂以及死亡,从而使人们能了解线虫发育过程中各个细胞的命运。英国科学家约翰·苏尔斯顿和美国科学家罗伯特·霍维茨就是利用这种手段.通过艰苦的工作,确定了线虫发育过程中每一个细胞的分裂和分化及其最终的命运。

科学家们发现,在脊椎动物和非脊椎动物的正常发育过程中都存在细胞正常死亡的现象,这些细胞的死亡都伴随着一系列的形态改变,不对周边细胞产生影响。苏尔斯顿将这些细胞死亡解释为细胞程序性死亡,并且仔细地描述了在这一过程中细胞经历的变化。

在雌雄同体的秀丽隐杆线虫发育过程中,有131个细胞发生了凋亡。苏尔斯顿发现线虫中这种不同寻常的细胞死亡后,和其他科学家对其机制展开了深入的研究。他们利用布雷内建立的突变的线虫株,发现并分离了一系列影响细胞凋亡的基因,包括ced-1ced-2 nuc-1,提出生物发育过程中细胞的凋亡是由一系列基因控制的。

霍维茨等人确认死亡基因

1986年,罗伯特·霍维茨及其学生发现了线虫中在细胞凋亡过程中起关键作用的两种基因:ced-3和ced-4。这两种基因的缺失将改变细胞的命运,使线虫中原本正常情况下会死亡的细胞存活并继续分化下去。同时,对于早先发现的在细胞凋亡中起作用的基因,他们也弄清楚了它们所起的确切作用。

在知道了控制线虫细胞凋亡的关键性基因后,霍维茨的一位中国学生于1993年克隆了ced-3 基因,并且发现该基因表达的蛋白质与哺乳动物中的一种酶非常相似。随后的研究发现,该酶与细胞凋亡相关,这表明在哺乳动物中也存在引起细胞凋亡的基因及其表达。

研究新成就及研究的意义

现在,随着对细胞凋亡机制研究的深入,科学家们发现很多细胞内和细胞外信号都可以启动细胞的凋亡。目前,科学家们发现与细胞凋亡相关的基因有三类:促进细胞死亡的基因、抑制细胞死亡的基因和在细胞死亡过程中表达的基因。

细胞凋亡的发现以及对细胞凋亡发生机制的研究,为科学开拓出一个神奇的新领域,意义非常深远。

首先,它加深了人类对于生命的认识。在生物体内,有些细胞将牺牲自己以便于机体自身的维持与更新,可以说,细胞凋亡广泛存在于各种生物体内。同时,细胞凋亡也存在于生物发育的各个阶段。蝌蚪在变态期,尾部细胞将发生凋亡,从而使其能转变成正常的成体蛙。从另外一个角度说,细胞凋亡是一种积极而主动的创造性的毁灭过程。譬如,在生物体的正常新陈代谢过程中,细胞的凋亡有助于消除体内衰老的细胞,维持组织器官的形体大小,又不引发炎症反应。

此外,鉴于细胞凋亡过程受到许多基因及其产物的调控,在临床上,如果有选择性地、可控制性地诱导癌细胞的凋亡,同时对机体的正常细胞不产生或产生较小的副作用,对于攻克癌症及其他一些医学顽症将起到重大突破作用。因此,对细胞凋亡及其机制的研究将为癌症、糖尿病等许多疾病的治疗提供新的可能的方法。对人类健康事业产生重大影响。 

 

《科学画报》2002/11

http://database.cpst.net.cn/popul/front/critt/artic/21210193836.html

http://database.cpst.net.cn/popul/front/critt/artic/21210193624.html

 


 

细 胞 凋 亡

 

细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用;它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。细胞发生凋亡时,就像树叶或花的自然凋落一样,对于这种生物学观察,借用希腊“Apoptosis”来表示,意思是像树叶或花的自然凋落,可译为细胞凋亡。

细胞凋亡与细胞程序性死亡(PCD

从严格的词学意义上来说,细胞程序性死亡与细胞凋亡是有很大区别的。细胞程序性死亡的概念是1956 年提出的,PCD 是个功能性概念,描述在一个多细胞生物体中某些细胞死亡是个体发育中的一个预定的、并受到严格程序控制的正常组成部分。例如蝌蚪变成青蛙,其变态过程中尾部的消失伴随大量细胞死亡,高等哺乳类动物指间蹼的消失、颚融合、视网膜发育以及免疫系统的正常发育都必须有细胞死亡的参与。这些形形色色的在机体发育过程中出现的细胞死亡有一个共同特征:即散在的、逐个地从正常组织中死亡和消失,机体无炎症反应,而且对整个机体的发育是有利和必须的。因此认为动物发育过程中存在的细胞程序性死亡是一个发育学概念,而细胞凋亡则是一个形态学的概念,描述一件有着一整套形态学特征的与坏死完全不同的细胞死亡形式。但是一般认为凋亡和程序性死亡两个概念可以交互使用,具有同等意义。

细胞凋亡与坏死的区别

虽然凋亡与坏死的最终结果极为相似,但它们的过程与表现却有很大差别。

坏死(necrosis):坏死是细胞受到强烈理化或生物因素作用引起细胞无序变化的死亡过程。表现为细胞胀大,胞膜破裂,细胞内容物外溢,核变化较慢,DNA 降解不充分,引起局部严重的炎症反应。

凋亡是细胞对环境的生理性病理性刺激信号,环境条件的变化或缓和性损伤产生的应答有序变化的死亡过程。其细胞及组织的变化与坏死有明显的不同。

 

http://biox.cn/content/20050424/12211.htm

文章录入:admin    责任编辑:admin 
  • 上一篇文章:

  • 下一篇文章:
  • 发表评论】【加入收藏】【告诉好友】【打印此文】【关闭窗口
    网友评论:(只显示最新10条。评论内容只代表网友观点,与本站立场无关!)
    生物小吧