細胞凋亡詳細介紹

【資料簡介】

細胞程序性死亡是正常生理現(xiàn)象，多發(fā)生于胚胎發(fā)育和維持組織自身平衡。Kerr et al.zui早發(fā)現(xiàn)有兩種細胞死亡：壞死（Necrosis）和凋亡（Apoptosis）。Apoptosis，希臘文意思是樹葉從樹上“凋落”，這里是指凋亡，是細胞主動參與自身死亡的過程。凋亡程序有一些特殊形態(tài)學(xué)特征，包括質(zhì)膜的改變，如細胞膜不對稱性和細胞附著消失，胞漿和細胞核固縮，核內(nèi)DNA裂解。到了晚期，凋亡細胞斷裂成“凋亡小體”，并很快被巨噬細胞清除，而不會引起周圍細胞的炎癥損傷。壞死，通常是由細胞損傷或細胞毒物作用引起，在形態(tài)學(xué)和細胞生物特性上，與凋亡有著本質(zhì)的區(qū)別。壞死細胞的早期變化是細胞和線粒體腫脹，繼而細胞膜破壞。不同于凋亡的是，壞死的細胞胞質(zhì)內(nèi)容物（多為蛋白水解酶）釋放，會引起周圍組織的炎癥反應(yīng)。病理情況會引起細胞異常凋亡，如Alzheimer氏綜合癥、Hodgkin氏綜合癥、移植物抗宿主性疾病、移植排斥、自身免疫性疾病、腫瘤、AIDS等。

隨著對凋亡機制的深入了解，越來越多的凋亡檢測方法得到了發(fā)展和應(yīng)用，應(yīng)根據(jù)細胞或組織類型、凋亡誘導(dǎo)途徑的不同，選擇*的實驗方法。凋亡zui早的特征變化之一就是出現(xiàn)了一系列蛋白水解酶——Caspase酶?；罨腃aspase酶裂解許多細胞內(nèi)酶，引發(fā)凋亡細胞的特征性形態(tài)改變，這一過程的核心是Caspase-3的活化。另一個凋亡早期的變化是細胞膜對稱性消失，包括質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的磷脂酰重新分布，由胞膜內(nèi)側(cè)翻轉(zhuǎn)到胞膜外側(cè)，而細胞膜的這種改變可以通過一種與帶負電荷的磷脂高度親和的蛋白——Annexin V來檢測。凋亡晚期，另一個特征變化是核酸內(nèi)切酶活化，將DNA斷裂降解，使用凝膠電泳的方法，可以觀察到DNA斷裂片段形成的“l(fā)adder”現(xiàn)象。這種凋亡細胞的DNA斷裂碎片，也可以通過在DNA片段末端摻入熒光標記物的方法，在流式細胞儀上進行檢測此種凋亡改變，如APO-BRDU、APO-DIRECT試驗就是這種方法。近年來，還發(fā)展了RiboQuant RNase Protection Assay，可以對許多凋亡相關(guān)基因進行詳細的分析，將凋亡過程的研究帶入了mRNA水平。

細胞凋亡檢測的常用手段主要分為形態(tài)學(xué)檢查、分子生物學(xué)方法、免疫電泳法和細胞學(xué)檢查。其中，用流式細胞術(shù)研究細胞凋亡在技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域方面應(yīng)用日益廣泛。由于可以對凋亡的多種特征進行快速、靈敏、特異的定性分析和定量分析，流式細胞術(shù)已經(jīng)成為凋亡分析的重要檢測手段。

PharMingen公司提供了許多從多種角度研究凋亡的試劑系統(tǒng)，包括小鼠、大鼠和人類蛋白抗體：Fas和Fas配體、TRAIL和DR3/DR4、Bcl-2家族、Caspase酶家族及其它信號蛋白；再有，提供了多種流式細胞儀檢測試劑盒，包括：Caspase-3 Assay Kit、APO-BRDU和APO-DIRECT Kit、Annexin V-FITC Apoptosis Detection Kit；另外，還提供了mRNA分析試劑——RiboQuant Rnase Protection Assay系統(tǒng)，為小鼠、大鼠和人類的凋亡相關(guān)基因分析提供了多探針模板。

死亡信號的受體和配體

Fas配體（FasL）和TRAIL（Apo-2L）屬于介導(dǎo)宿主防御和免疫反應(yīng)的TNF超級家族。FasL和受體Fas結(jié)合，或TRAIL和受體結(jié)合，可以引發(fā)信號傳導(dǎo)途徑，引起細胞凋亡。Fas/FasL系統(tǒng)在T細胞發(fā)育，消除自反應(yīng)T細胞克隆，以及其他的負選擇時，發(fā)揮了作用；而TRAIL介導(dǎo)途徑主要影響轉(zhuǎn)錄因子、NF-kB及Caspase家族半水解酶的活化。另外，還發(fā)現(xiàn)一些TRAIL受體即可以激活TRAIL信號途徑，如DR3、DR4、DR5，也可以充當“誘騙”受體，即所謂的DcRs，如DcR1、DcR2。