細胞死亡與藥物調(diào)控

1、細胞死亡與藥物調(diào)控細胞死亡與藥物調(diào)控藥學院吳昊姝任何一個正常細胞都無法避免死亡，它如同細胞分裂、增殖一樣，在機體的生長發(fā)育中發(fā)揮著極其重要的作用，它是機體的基本生物學機制之一。細胞死亡的定義之一為：細胞因受嚴重損傷而累及胞核時，呈現(xiàn)代謝停止、結(jié)構(gòu)破壞和功能喪失等不可逆性變化。細胞死亡的原因很多，一切損傷因子只要作用達到一定強度或持續(xù)一定時間，從而使受損組織的代謝完全停止，就會引起細胞、組織的死亡。多細胞生物的發(fā)育及生存依賴于其細胞分裂增

2、殖和死亡之間的平衡，一旦這種平衡被打破，就會發(fā)生胚胎發(fā)育異常、退行性疾病以及癌癥等。在進化過程中，多細胞生物逐漸擁有了復雜而精密的調(diào)節(jié)機制維持這種平衡。藥物可以針對相應的細胞死亡信號通路進行調(diào)控，從而抑制或誘導細胞的死亡。細胞死亡通常被分為壞死和凋亡兩大類型。然而，隨著對細胞死亡機制的深入研究，越來越多的細胞死亡類型被人所發(fā)現(xiàn)。近年來自噬、脹亡、類凋亡等多種細胞死亡方式相繼被發(fā)現(xiàn)和報道。細胞死亡根據(jù)其作用機制大致可分為非程序性細胞死亡和

3、程序性細胞死亡兩大類。非程序性細胞死亡是細胞被動的死亡過程，不能被細胞信號轉(zhuǎn)導的抑制劑阻斷；而程序性細胞死亡的共同點在于它們是細胞主動的死亡過程，能夠被細胞信號轉(zhuǎn)導的抑制劑阻斷。非程序性細胞死亡即壞死，是指細胞在受到環(huán)境中的物理或化學刺激時所發(fā)生的細胞被動死亡。其主要形態(tài)學特點是胞膜的破壞，細胞及細胞器水腫（胞漿泡化），但染色質(zhì)不發(fā)生凝集。細胞死亡后，細胞內(nèi)容物及前炎癥因子釋放，趨化炎癥細胞浸潤引起炎癥，以去除有害因素及壞死細胞并進行組

4、織重建。近年發(fā)現(xiàn)很多和壞死形態(tài)相似的死亡也有受信號通路介導的，這種情況被稱為壞死樣程序性細胞死亡。程序性細胞死亡分為兩大類：半胱天冬酶（Caspase）依賴的和Caspase非依賴的。前者即典型的凋亡，后者包括自噬性程序性細胞死亡、Paraptosis、細胞有絲分裂災難、脹亡等。本文將簡單介紹細胞死亡的主要類型，并結(jié)合自己的專業(yè)領(lǐng)域，闡述藥物對細胞死亡這一復雜生命現(xiàn)象的調(diào)控作用及其機制，這一調(diào)控作用包含了藥物研究顯示，青蒿琥酯可通過非P

5、53依賴途徑，下調(diào)DNA多聚酶δ輔助蛋白(PCNA)和Bcl2、上調(diào)Bax表達而引起腫瘤細胞發(fā)生凋亡。另外，紫杉類藥物抗腫瘤主要靶點是β微管蛋白，它可促進微管蛋白裝配微管，同時抑制微管解聚，誘導細胞分裂停滯于G2M期，從而促進腫瘤細胞凋亡。傳統(tǒng)應用的抗癲癇藥物苯巴比妥，可起到快速鎮(zhèn)靜止抽的作用，有實驗表明長期應用可抑制神經(jīng)細胞凋亡的發(fā)生，從而對中樞神經(jīng)系統(tǒng)起到保護作用。3、自噬自噬是真核細胞特有的，是一個細胞通過溶酶體降解作用清除衰老、

6、受損或多余的線粒體或其它細胞器的過程。自噬細胞沒有染色質(zhì)濃縮，其形態(tài)學上最主要的特征是細胞內(nèi)出現(xiàn)大量泡狀結(jié)構(gòu)，即雙層膜自噬泡，吞噬泡內(nèi)為胞質(zhì)及細胞器。調(diào)控自吞噬的細胞轉(zhuǎn)導信號有很多，其中相對比較清楚的是PI3K和mT。PI3K對于早期自噬泡的形成至關(guān)重要，而mT則對自噬泡的形成及成熟起抑制作用。當細胞處于氨基酸饑餓、營養(yǎng)缺乏或生長因子去除時，細胞的mT就會受到抑制，從而發(fā)生自噬。自噬是細胞在處于惡劣環(huán)境時的一種生存機制，但持續(xù)的自噬會導

7、致程序性細胞死亡。有研究顯示，在抗腫瘤過程中，倍半萜類化合物HirsutanolsA可通過ROS誘導PCI4TXT細胞發(fā)生自噬，阻斷自噬的發(fā)生可以增加HirsutanolsA的細胞毒性作用。神經(jīng)酰胺可通過JNKcJun信號通路轉(zhuǎn)錄上調(diào)自噬相關(guān)基因beclin1的表達，誘導Hep3B及CNE2細胞發(fā)生自噬性細胞死亡。DNA損傷類抗癌藥物拓撲替康則可通過ATM介導Beclin1T57位點發(fā)生磷酸化，導致Beclin1Bcl—2復合體解離，從

8、而誘導Hep3B細胞自噬性死亡。4、脹亡脹亡是指機體在一定的生理或病理條件下發(fā)生腫脹樣細胞死亡。脹亡細胞的形態(tài)學主要表現(xiàn)為脹亡細胞體積增大，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腫脹；細胞核腫脹，核內(nèi)染色質(zhì)分散，凝集在核膜、核仁周圍，有時聚集成團塊，后期常表現(xiàn)為核溶解；胞膜起泡，細胞膜完整性破壞，脹亡細胞周圍有明顯炎癥反應。對于脹亡發(fā)生的機制現(xiàn)有的文獻闡述較少，有研究者認為脹亡只是壞死前的一個被動性死亡階段。但是近年來的研究更傾向于脹亡是一個程序性的死亡方式。運用細胞