類風濕性關節炎與細胞凋亡的研究現狀及展望

范紫微，古虹，鄒天琪，孫麗娟，王映映，張成義，陳曦

（吉林省北華大學，吉林 吉林 132000）

0 引言

細胞凋亡即為了維持機體自身穩定，體內細胞主動進行的程序性死亡。在細胞凋亡過程中，眾多基因產物、細胞因子參與其中，并有序自我消亡。作為生命的兩個基本現象，從胚胎到成年，細胞凋亡、細胞增殖都是通過基因調控來精準確保機體內細胞數量動態平衡[1]。在胚胎發育過程中，為確保胚胎正常發育，多余的及已經完成任務的細胞通過細胞凋亡被清除掉；在成年時，為確保機體健康，衰老、病變的細胞通過細胞凋亡被清除掉[2]。目前，細胞凋亡是臨床研究的重點、熱點，這是因為研究發現，細胞凋亡與胚胎發育及形態發生、組織內細胞群的穩定性、機體防疫及免疫反應、疾病或中毒致死細胞受損、老化及腫瘤的發生與發展密切相關，有著潛在的治療意義[3]。這有力促進了臨床不斷探究疾病新療法，并使得臨床越來越重視細胞凋亡與炎癥間的關系。

1 細胞凋亡的概念

細胞凋亡（Apoptosis）是指因生理或病理性因素引發的，為了使內環境持續穩定，在基因控制下，由細胞主動實施的自主性、有序性死亡，生理性、選擇性是其主要特點[4]。細胞凋亡時主要表現為細胞縮小，核酸內切酶降解了DNA。與細胞壞死相比，細胞凋亡更為常見[5]。

2 細胞凋亡特征

2.1 形態學特征

細胞凋亡的形態學變化是多階段的。首先，細胞膜保持完整并具有選擇透過性；同時，位于細胞表面的特征化結構，包括微絨毛、細胞突起及細胞表面褶皺等都會消失，細胞質、細胞核不斷濃縮，置于顯微鏡下可觀察到發泡的細胞膜發泡及凝聚在一起的染色質沿著核膜匯集成新月形帽狀，不斷膨脹的內質網腔使得核糖體脫落下來，隨著以上變化的完成，漸漸形成凋亡小體[6]。接著，細胞膜內折過程中，染色質隨之斷裂成大小不一的片斷，被反折的細胞膜逐漸通過發芽起泡的方式分開染色質片斷及線粒體等細胞器，形成獨個的凋亡小體[7]。之后，相鄰的細胞或巨噬細胞開始識別凋亡小體，并進一步吞噬、消化。這一過程中，因凋亡小體不會外溢內容物,所以無法使周圍出現炎癥反應[9]。一般來說，這一過程較快，僅需幾分鐘即可從開始凋亡到形成凋亡小體，卻需要4-9h才能完成整個吞噬消化過程[10]。

2.2 生化特征

細胞凋亡的一個顯著特點是細胞染色體的DNA降解，也就是說DNA被DNA片段化激活的核酸內切酶切成大小不一的DNA，一般大小在50-300bp，然后在核小體連接區，基因組的DNA會出現非隨機性降解，染色質也將逐漸被裂解成單個核小體和寡聚核小體，進而形成180-200bp的DNA片斷[11]。此外，細胞凋亡過程中還會出現特征性的鈣超載現象。

細胞凋亡的生化改變不僅僅是DNA的有控降解，還可導致眾多生化變化，比如細胞膜磷脂酰絲氨酸外翻(自細胞膜內側向膜外側轉)、蛋白激酶C活化、Caspase激活等[12]。以糖皮質激素引發鼠胸腺細胞凋亡為例，期間將RNA合成抑制劑或蛋白質合成抑制劑加入即可使細胞凋亡過程受到抑制。

3 細胞凋亡途徑

目前，研究認為細胞凋亡至少有死亡受體介導的凋亡條途經、線粒體凋亡途徑、內質網途徑等三種途徑參與。

3.1 死亡受體介導的凋亡途徑

在細胞凋亡中，死亡受體介導是其中的一條重要途徑。經典的死亡受體是Fas和TNF受體。執行由細胞中Fas受體傳遞的凋亡信號的關鍵酶是caspase[13]。Fas分為兩個區域，一個是具有三個富含半胱氨酸的胞外區，另一個是被稱為死亡結構域的胞內區[14]。Fas的配體與Fas結合后，使Fas三聚化。Fas三聚化后，使細胞內的死亡結構域的構象改變，與受體蛋白結合。而后與caspase-8的前體結合，使caspase-8、10通過自剪切被激活。進而啟動caspase的級聯反應，使caspase-3、-6、-7被激活，降解細胞內結構蛋白和功能蛋白，最終導致細胞凋亡[15]。

3.2 線粒體凋亡途徑

線粒體凋亡途徑是指通過核心成分線粒體經胞外刺激或保內刺激從而激活的細胞凋亡[16]。一般來說，大量細胞內的各種應激、DNA損傷、異常信號均可活化前凋亡蛋白Bax，致使線粒體將細胞色素C釋放出來，從而形成凋亡小體或使得caspas e-9活化被啟動，進而使得caspase-3、-7活化開始執行死亡，最終水解底物蛋白而促使細胞凋亡[17]。Bcl-2、凋亡抑制因子等各種抗凋亡蛋白均可調控被凋亡途徑。

4 類風濕性關節炎與細胞凋亡

類風濕性關節炎（RA）是一種以炎性滑膜炎為主的慢性系統性疾病[18]。該病病因不明，滑膜細胞的增殖與炎性細胞的浸潤為其主要病理特征。也就是說，過度增殖的滑膜細胞和滑膜組織分泌的基質金屬蛋白酶（MMP）、組織蛋白酶可嚴重損害RA關節軟骨，引發類風濕性關節炎[19]。研究發現，以上所述的部分細胞可能密切關聯細胞凋亡抵抗或缺陷。

由于滑膜細胞過度增殖或凋亡不足可導致RA關節軟骨、骨組織受到破壞，所以RA患者的滑膜細胞可出現異常凋亡[20]。因Fas基因、bcl-2基因及部分癌基因等表達異常基因的凋亡，使得凋亡的滑膜組織細胞頻率并不高，襯里下層成纖維細胞的凋亡率僅為3%，襯里層細胞僅有微小部分出現凋亡情況[21]。現代研究經證實，發現細胞凋亡與Fas基因、bcl-2基因密切相關，在細胞凋亡中占據著重要位置。

此外，多種高濃度細胞因子生存于RA患者滑液中，并在細胞凋亡過程中起著毋庸置疑的重要作用[22]。目前，臨床還有待深入研究RA患者滑膜細胞的凋亡信號轉導通路問題。臨床目前認為，這一通路可能密切關聯Fas途徑和MAPKs途徑。

此外，盡管關于類風濕性關節炎滑膜細胞凋亡的研究還有眾多未知亟待解決，但類風濕性關節炎的發病機理，尤其是滑膜細胞凋亡的研究依舊為治療類風濕性關節炎創造了新的領域。在RA治療上，在采用傳統關節炎藥物治療外，COX2抑制劑、重組的可溶性TNF-α的融合蛋白、Fas的單克隆抗體、MAPKs的抑制劑等眾多新藥物也已進入臨床或即將進入臨床、處于臨床前實驗階段。

從文獻資料顯示，目前治療類風濕性關節炎的方法，可能通過影響類風濕性關節炎的凋亡而發揮作用。由細胞凋亡與類風濕性關節炎的關系也可合理猜測，細胞凋亡與炎癥的發生，進展與轉歸存在密不可分的關系。揭開炎癥與細胞凋亡關系的秘密，有可能為炎癥的臨床治療找到新的途徑和方法。

5 結語

本篇文章著重闡述了細胞凋亡的途徑和細胞凋亡與腫瘤和類風濕性關節炎兩種疾病的關系，揭示了許多生理和病理現象的本質。此外，通過對細胞凋亡與類風濕性關節炎關系的探究，我們有理由相信炎癥的發生，進展和轉歸與細胞凋亡存在相關性。因此，關于細胞凋亡與炎癥的研究有著十分重大的意義。從細胞凋亡的角度研究炎癥，不僅開辟了一個全新的視角，同時也可能為某些炎癥相關疾病的預防與治療開辟一個新途徑。除此之外，要把細胞凋亡干預發展成為一種臨床治療手段，也仍舊有待于進一步的研究。