从 “适应”角度谈谈生物界中细胞凋亡的生物学意义?
刘雨婷 2013013194
生物在进化过程中,生理特征一直发生着变化,部分特征的出现,部分特征的消失,从胚胎时期开始,为了适应多变的环境,细胞凋亡就一直发生着,正如书上的一句话“细胞凋亡对动物个体的正常发育,自稳态的维持,免疫耐受的形成,肿瘤监控等多种生理及病理过程具有重大意义。”
在发育过程中,幼小器官的缩小和退化(如蝌蚪尾部的消失等),是通过细胞凋亡来实现的。在动物胚胎发育中,胚胎期指或趾之间的细胞发生凋亡,最后才逐渐发育为成形的手和足。淋巴细胞的克隆选择过程中,凡是不能区分自我与异我抗原的淋巴细胞均发生凋亡,由此产生了集体的免疫耐受,否则会发生自身免疫病。
同时,细胞凋亡还是一种生理性保护机制,能够清除体内多余、受损或危险的细胞而不对周围的细胞或组织产生损害。例如在脊椎动物神经系统的发育过程中,约有一半的神经元发生凋亡。存活的神经元都与靶细胞建立了连接,而没有建立连接的神经元则发生凋亡。研究发现,肌细胞分泌的一种神经生长因子,是运动神经元存活所必需的。胚胎发育过程中产生了过量的运动神经元,他们竞争肌细胞所分泌的神经生长因子。只有接受了足够量的神经生长因子的神经元才能生存,其他的则发生凋亡。有机体通过这种方式来调节神经元的数量,建立正确的神经网络联系,并使之与需要神经支配的靶细胞的数量相适应。在成熟的动物个体中,机体通过调节细胞凋亡和细胞增殖的速率来维持组织器官细胞数量的稳定。例如用某种药物处理大鼠,其肝细胞受到刺激开始细胞分裂,导致肝体积增大。当药物停止作用后,发生凋亡的肝细胞数量会显著增加,使得一周之内大鼠的肝就恢复到原来的大小。另一方面,成体细胞的自然更新,被病原体感染细胞的清除也是通过细胞凋亡来完成的。成体组织中发生凋亡的细胞数量惊人:例如健康人的骨髓和肠中,每小时约有10亿个细胞凋亡。各种杀伤细胞对被感染的细胞进行攻击并导致其死亡,也是基于细胞凋亡。例如杀伤性T 淋巴细胞能够分泌一种细胞因子——Fas 配体作为死亡信号,与靶细胞表面的死亡受体——Fas 蛋白结合,启动靶细胞内的凋亡程序,致使靶细胞发生凋亡。一些细胞在受损伤
或受胁迫的情况下能够同时产生Fas 配体和Fas 蛋白,结果导致自身的凋亡。
人体细胞凋亡的失调,包括不恰当的激活或抑制会引发多种疾病。研究发现,一方面,凋亡不足会导致包括肿瘤在内的多种疾病。例如,自身免疫性淋巴增生综合征或者体内的Fas 配体和Fas 蛋白均发生突变,使得增生的T 淋巴细胞无法正常凋亡。面对凋亡诱导因子敏感性降低是多种肿瘤的基本特征。另一方面,细胞的过度凋亡将会导致机体免疫功能的丧失,引发自身免疫疾病和炎症。例如艾滋病患者表现为过多的淋巴、非淋巴细胞的凋亡,免疫力低下。而多种急性或慢性疾病如败血症、心肌梗塞、急性肝损伤、亨廷顿综合征、帕金森综合征等都与细胞的凋亡过度相关。
【参考文献】
细胞生物学 第三版 翟中和,王喜忠,丁明孝主编
从 “适应”角度谈谈生物界中细胞凋亡的生物学意义?
刘雨婷 2013013194
生物在进化过程中,生理特征一直发生着变化,部分特征的出现,部分特征的消失,从胚胎时期开始,为了适应多变的环境,细胞凋亡就一直发生着,正如书上的一句话“细胞凋亡对动物个体的正常发育,自稳态的维持,免疫耐受的形成,肿瘤监控等多种生理及病理过程具有重大意义。”
在发育过程中,幼小器官的缩小和退化(如蝌蚪尾部的消失等),是通过细胞凋亡来实现的。在动物胚胎发育中,胚胎期指或趾之间的细胞发生凋亡,最后才逐渐发育为成形的手和足。淋巴细胞的克隆选择过程中,凡是不能区分自我与异我抗原的淋巴细胞均发生凋亡,由此产生了集体的免疫耐受,否则会发生自身免疫病。
同时,细胞凋亡还是一种生理性保护机制,能够清除体内多余、受损或危险的细胞而不对周围的细胞或组织产生损害。例如在脊椎动物神经系统的发育过程中,约有一半的神经元发生凋亡。存活的神经元都与靶细胞建立了连接,而没有建立连接的神经元则发生凋亡。研究发现,肌细胞分泌的一种神经生长因子,是运动神经元存活所必需的。胚胎发育过程中产生了过量的运动神经元,他们竞争肌细胞所分泌的神经生长因子。只有接受了足够量的神经生长因子的神经元才能生存,其他的则发生凋亡。有机体通过这种方式来调节神经元的数量,建立正确的神经网络联系,并使之与需要神经支配的靶细胞的数量相适应。在成熟的动物个体中,机体通过调节细胞凋亡和细胞增殖的速率来维持组织器官细胞数量的稳定。例如用某种药物处理大鼠,其肝细胞受到刺激开始细胞分裂,导致肝体积增大。当药物停止作用后,发生凋亡的肝细胞数量会显著增加,使得一周之内大鼠的肝就恢复到原来的大小。另一方面,成体细胞的自然更新,被病原体感染细胞的清除也是通过细胞凋亡来完成的。成体组织中发生凋亡的细胞数量惊人:例如健康人的骨髓和肠中,每小时约有10亿个细胞凋亡。各种杀伤细胞对被感染的细胞进行攻击并导致其死亡,也是基于细胞凋亡。例如杀伤性T 淋巴细胞能够分泌一种细胞因子——Fas 配体作为死亡信号,与靶细胞表面的死亡受体——Fas 蛋白结合,启动靶细胞内的凋亡程序,致使靶细胞发生凋亡。一些细胞在受损伤
或受胁迫的情况下能够同时产生Fas 配体和Fas 蛋白,结果导致自身的凋亡。
人体细胞凋亡的失调,包括不恰当的激活或抑制会引发多种疾病。研究发现,一方面,凋亡不足会导致包括肿瘤在内的多种疾病。例如,自身免疫性淋巴增生综合征或者体内的Fas 配体和Fas 蛋白均发生突变,使得增生的T 淋巴细胞无法正常凋亡。面对凋亡诱导因子敏感性降低是多种肿瘤的基本特征。另一方面,细胞的过度凋亡将会导致机体免疫功能的丧失,引发自身免疫疾病和炎症。例如艾滋病患者表现为过多的淋巴、非淋巴细胞的凋亡,免疫力低下。而多种急性或慢性疾病如败血症、心肌梗塞、急性肝损伤、亨廷顿综合征、帕金森综合征等都与细胞的凋亡过度相关。
【参考文献】
细胞生物学 第三版 翟中和,王喜忠,丁明孝主编