什么是细胞凋亡?细胞凋亡的临床意义及应用

什么是细胞凋亡?

背景

与所有生物一样,多细胞生物中的细胞被编程为死亡。这种程序性细胞死亡(PCD)过程称为细胞凋亡。与其他细胞过程一样,细胞凋亡涉及确定的事件序列,其最终导致细胞死亡。作为一种自然过程,细胞凋亡不会引发疼痛反应。研究表明,平均而言,成年人每天经历约50-70亿个细胞凋亡。

细胞凋亡与其他重要的细胞过程同样重要,其重要性可以通过当细胞凋亡失败并且细胞继续繁殖时肿瘤发展的事实来衡量。这种细胞凋亡控制的缺乏是有害的,因为它会导致癌症,糖尿病等退行性疾病和多发性硬化症。细胞凋亡也是身体从身体中除去其他有害的外来成分的过程。然而,由于过度凋亡可能发生自身免疫疾病。

虽然细胞凋亡是在大约一个世纪前发现的,但科学家们在20世纪70年代早期才开始对这一过程表现出浓厚的兴趣。直到最近,科学家才发现了凋亡诱导分子和控制这一过程的相关基因。相关基因的鉴定和发现清楚地证明了细胞凋亡在控制疾病的发生和预防中的作用。

细胞凋亡是生物体发育过程中的关键过程。例如,足够的细胞死亡是造成人类明确定义的手指的原因。在胚胎发育过程中,手掌和脚趾从小芽状结构开始起初是不起眼的。主动分化和受控细胞凋亡能够调节个体数字的形成。正常PCD发生的失败导致出生时一些或所有手指融合在一起的个体。其他众所周知的细胞凋亡的实例是蝌蚪尾巴在成年青蛙中的吸收,病毒感染细胞的清除以及月经期间每月脱落子宫内膜。

细胞凋亡的临床意义及应用

细胞凋亡有助于维持生物体中恒定数量的细胞,这种情况称为体内平衡。这是通过平衡新细胞的产生与必需数量的定期死亡细胞来实现的。随着研究人员试图理解极端细胞凋亡或其缺乏的影响,细胞凋亡失调的影响是一个新兴的研究领域。

存在许多可导致细胞凋亡失调并影响许多生物过程的途径。任何这些途径中的故障都可能导致细胞超过其预期寿命,导致新形成的故障传递给下一代细胞。有缺陷的细胞的这种增加可能导致致癌细胞或许多其他疾病。细胞凋亡等机制与炎症,癌症,免疫疾病和病毒感染有关。一个例子是已发现一种类型的肺癌,其凋亡蛋白的抑制剂过表达,减少促凋亡分子并导致受损细胞的复制增加,尽管它们被鉴定为免疫系统发生故障。

p53蛋白被认为是凋亡过程的主要前体,并且已经观察到p53在细胞不能正常发挥功能和/或正常发育的情况下诱导细胞死亡。正如所料,癌症患者显示出高水平的突变p53基因,因此产生具有很少或没有凋亡作用的缺陷蛋白质。结果,p53蛋白的缺乏阻止细胞死亡并且细胞继续繁殖,从而引起肿瘤。

当有利的指标可用时,细胞将显示出正常的生长,例如足够的营养素和白细胞介素-2(IL-2)。缺乏生长支持因子或生长限制条件的发生会引发细胞凋亡。细胞死亡可能由于内在因素而发生,例如异常高的钙水平,受损的DNA,X射线和异常低浓度的营养素。外部因素如毒素,损伤,细胞因子和激素失衡可以引发细胞凋亡。

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