古朵带您全面解析细胞凋亡

　　细胞凋亡是在生理或病理条件下，机体为更好地适应生存环境，由基因控制的细胞自主有序的死亡。在凋亡的发生过程中，Bcl-2家族蛋白起着门控开关的关键性作用。抗凋亡成员蛋白和促凋亡成员蛋白在细胞死亡信号检查点之间的平衡，决定了细胞的生存或凋亡。按照起始Caspase的不同，哺乳细胞的凋亡主要有3种途径：一种称为外在途径(extrinsic pathway)，由细胞表面的死亡受体如Fas和肿瘤坏死因 子受体家族(tumour necrosis factor receptor，TNF-R)引发; 另一种称为内在途径(intrinsic pathway)或线粒体途径(mitochondrial pathway)，由许多应激条件、化学试剂和药物所起始; 第三种途径是内质网应激所导致的Caspase-12的活化，从而引发凋亡。凋亡现象普遍存在于各种生物体内，在胚胎发育、形态发生、组织内稳态、机体免疫等过程中起到了至关重要的作用。凋亡异常将会导致癌变或者慢性退行性疾病，所以细胞凋亡一直是备受关注的研究热点。同时了解细胞死亡和存活机制也是毒理分析和药物研发应用中一个非常关键的内容。

　　细胞凋亡(apoptosis)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。

　　过程

　　1、凋亡起始

　　2、凋亡小体形成

　　3、凋亡小体逐渐被邻近的细胞或体内吞噬细胞所吞噬，凋亡细胞的残余物质被消化后重新利用。

　　形态学检测

　　细胞凋亡的形态学检测 根据凋亡细胞固有的形态特征，人们已经设计了许多不同的细胞凋亡形态学检测方法。

　　1.光学显微镜和倒置显微镜

　　1. 未染色细胞：凋亡细胞的体积变小、变形，细胞膜完整但出现发泡现象，细胞凋亡晚期可见凋亡小体。

　　贴壁细胞出现皱缩、变圆、脱落。

　　2. 染色细胞：常用姬姆萨染色、瑞氏染色等。凋亡细胞的染色质浓缩、边缘化，核膜裂解、染色质分割

　　成块状和凋亡小体等典型的凋亡形态。

　　2.荧光显微镜和共聚焦激光扫描显微镜

　　一般以细胞核染色质的形态学改变为指标来评判细胞凋亡的进展情况。

　　常用的DNA特异性染料有：HO 33342 (Hoechst 33342)，HO 33258 (Hoechst 33258),DAPI。三种染料与　DNA的结合是非嵌入式的，主要结合在DNA的A-T碱基区。紫外光激发时发射明亮的蓝色荧光。

　　Hoechst是与DNA特异结合的活性染料，储存液用蒸馏水配成1mg/ml的浓度，使用时用PBS稀释成终浓度为2~5mg/ml。

　　DAPI为半通透性，用于常规固定细胞的染色。储存液用蒸馏水配成1mg/ml的浓度，使用终浓度一般为0.5 ~1mg/ml。

　　结果评判：细胞凋亡过程中细胞核染色质的形态学改变分为三期：Ⅰ期的细胞核呈波纹状(rippled)或呈折缝样(creased)，部分染色质出现浓缩状态;Ⅱa期细胞核的染色质高度凝聚、边缘化;Ⅱb期的细胞核裂解为碎块，产生凋亡小体。

　　3.透射电子显微镜观察

　　结果评判：凋亡细胞体积变小，细胞质浓缩。凋亡Ⅰ期(pro-apoptosis nuclei)的细胞核内染色质高度盘绕，出现许多称为气穴现象(cavitations)的空泡结构;Ⅱa期细胞核的染色质高度凝聚、边缘化;细胞凋亡的晚期，细胞核裂解为碎块，产生凋亡小体。

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