對高中生物中細胞凋亡過程的研究

王世婕

摘 要：分化與增值是生物體環境當中細胞的重要部分，其中凋亡是重中之重。Kerr在十九世紀中后期提出細胞凋亡這一現象，從形態學角度出發，認為細胞凋亡是程序性的、主動的自然死亡方式，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學角度出發，主要是指器官組織的發育、細胞的惡變以及正常生理活動的維持機體。從其發現至今，在生物學領域一直是一大研究熱點。

關鍵詞：細胞凋亡；生物環境；細胞

1 細胞凋亡相關概述

為了保證生物內環境的穩定，物體內部的細胞會在自主基因的控制下進行死亡，常稱之為細胞凋亡。它不同于細胞的壞死，它是一種主動的過程。此外，基因的調控、表達和激活同樣與細胞凋亡有關。細胞凋亡的最終目的是更好的在環境中適應下去從而主動爭取死亡，而不是因某種病理或自損。

2 細胞凋亡的過程

（1）凋亡信號轉導。被作用的細胞在與外界凋亡誘導因素相互融合后，致使其發生相應生化反應，Ca2+、神經酰胺和cAMP等有關凋亡的信號隨之而啟動。

（2）凋亡基因激活。啟動信號傳輸到所調控的凋亡基因上，預定程序也即將開始，接下來所需要的相關物質以及各種酶即可合成，通過對哺乳動物的研究，從中發現了至少15種可以對細胞凋亡進行抑制的蛋白質（Bcl-2）。

（3）凋亡的執行?；虮磉_-執行凋亡的命令-激活蛋白酶-對其結構進行剖析。

（4）凋亡小體消失。凋亡的小體會被周圍的消化細胞進行吞噬。這是一個比較迅速的過程，通常凋亡后在幾分鐘內就能形凋亡小體，凋亡的整個過程不超過一天，通常在幾個小時內即可完成。教科書中介紹，細胞凋亡過程實際就是在基因的控制下自主結束生命，上述過程更加詳細的對這一現象進行了詮釋。

3 細胞凋亡的方法學研究

細胞凋亡的研究方法有很多，在學術上常用的檢測方法是利用細胞儀等進行檢測。

3.1 根據形態學檢測細胞凋亡的方法

最經典的檢測方法是根據形態學進行檢測。利用相關的電鏡和顯微鏡詳細的觀察細胞的懸液和涂片以及相關的組織切片。可以發現在前期，核仁消失、胞漿濃縮、細胞皺縮變小，同時在核膜內表面發現新月型的染色質。而變成凋亡小體的有關細胞會變成“泡”狀的形態，進而周圍的吞噬細胞和相關組織發現并吞噬，從而完成了整個的凋亡過程。

3.2 根據生化特征檢測凋亡的方法

從生化特征角度來看，鎂離子與鈣離子的濃度會隨著細胞的凋亡而增高。因兩種離子對內源性核酸較為依賴，從而激活其內部的內切酶，同時在核小體處將DNA水解，從而產生出寡核苷酸或180～200bp，“梯形”狀態的DNA會在凝膠后表現而出。另一方面，水解DNA后會發現其末端均為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記技術，利用顯示系統將DNA斷裂口顯示出來。利用Klenow的原位缺口將INST平移，這種方法不僅能將原位進行標記，并且具有較強的特異性，可是所需費用非常龐大，并且此方法無法將其與壞死進行區分。

3.3 凋亡細胞的流式細胞儀檢測方法

它通常產生在裂解DNA時，較為嬌小的DNA會在穿過細胞膜的時候出現丟失的情況，而篩選過所剩的DNA均為大片段，并結合組成“亞G1蜂”。此方法不僅能夠彌補前文方法的缺點，而且能將大量的細胞進行詳細的剖析，對今后的研究打下堅實的基礎。單熒光染色法較為簡單易行，在乙醇固定細胞后用PI進行染色即可。而雙熒光主要是通過熒光的分布情況進行區分，用Heochst33342來對正常死亡的細胞進行染色，選擇PI的時候就需要進行復染，最后進行相關分析。較強的特異性和敏感性是FITC-AnnexinV/PI所具有的特點，對最初的細胞膜未破裂的細胞同樣能檢測。利用PI方法與所選取的熒光素進行結合確立出細胞的雙染色。最后利用相關的儀器分辨出熒光強弱的兩種ISNT與TUNET。

4 細胞凋亡在疾病防治中的應用

對于突變細胞、剩余有效細胞以及消除一些潛在的、能夠自身反應的淋巴細胞而言，調控免疫細胞死亡發揮著重要作用。如果機制出現問題，很多疾病會隨之而來，所以在防治疾病的發生和探索理機中凋亡機制的有效運用發揮重要作用。現如今常應用該機制預防以下幾類疾?。?/p>

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

b.過度凋亡所產生的疾病都可以用Caspase進行抑制，例如視網膜退行病、移植排斥等。

c.可用其預防缺氧所產生的凋亡問題。通過凋亡的發生過程可以將相關的細胞問題進行凋亡遏制，從而達到防范的目的。

d.細胞凋亡可以通過體內產生病毒感染進行阻止，Caspase系統或者是小分子多肽都可以利用病毒或其產生的蛋白質來進行抑制，從而達到阻止細胞凋亡的目的。

e.腫瘤防范治療。在腫瘤的發病體系當中，細胞凋謝占據著主導地位，由于bcl-2的過度表達，可以將細胞的生理性死亡降到最低，從而產生腫瘤。而利用bcl-2可以將腫瘤細胞殺死。利用P53的特性也可以達到這種目的。腫瘤以及一些癌癥常采用化療解決，從本質上來看該方法就是誘導癌癥細胞凋亡從而達到最終目的。細胞凋亡有關研究在近些年取得了突破性的進展，并且在該方向上的研究仍在不斷深入。

5 總結

腫瘤的產生源于細胞中的抑癌基因缺損，從而產生原癌基因引發腫瘤。若細胞不能正常的凋亡則會嚴重影響正常細胞的產生，同樣會致使腫瘤產生。通過對其相關機理的闡述可以得出許多的生理疾病的本質，故而通過對其調控影響即可開辟出一種新的治療途徑。近幾年來，雖然相關的研究有著重大的突破，但是對其相關的研究還是極其有限的，對有關機理還需進行深入的探討。

參考文獻：

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