生物通報道 程序性細胞死亡(programmed cell death, PCD)是細胞的一種基本生物學現象,在多細胞生物去除不需要的或異常的細胞中起著必要的作用。它在生物體的進化、內環境的穩定以及多個系統的發育中發揮重要的作用。這一過程調控異常與免疫性疾病和發育障礙、神經推行性病變和癌癥等多種人類疾病密切相關。因而,程序性細胞死亡不僅是一種特殊的細胞死亡類型,而且具有重要的生物學意義及復雜的分子生物學機制。生物通
出版(11月11日)的《細胞》(Cell)雜志刊登了洛克菲勒大學細胞凋亡及癌癥生物學實驗室主任Hermann Sler與另外一位科學家Yaron Fuchs撰寫的綜述性文章:Programmed Cell Death in Animal Development and Disease。
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在這篇文章中,作者對這一研究領域的歷史發展進行了簡短的概述,總結了在動物發育過程中PCD的調控作用及模式。討論了凋亡相關蛋白的功能及調控機制,綜述了這些蛋白在細胞分化和組織重塑等不同發育過程中的功能。zui后,作者還就近年來越來越多關于凋亡、干細胞與癌癥關聯性的研究進行了探討。
歷史概述生物通
盡管早在170年前,人們就在細胞中觀察到了自然發生的細胞死亡現象,然而長期以來它都被視為是一種細胞被動現象,以及生物系統的一個必然歸宿點。直到科學家們逐漸展開對蠶和蝌蚪的發育定時細胞死亡研究,這一觀念才開始發生改變??茖W家們在這些早期的研究中發現當蛋白質或RNA合成受到抑制時有可能導致細胞死亡發生延遲,神經細胞的存活需要一類稱作神經營養因子的細胞外存活因子的支持。zui初人們只是將神經營養因子視為是細胞存活必需的一種特殊的營養物質,然而后來的研究證實這些因子是通過抑制細胞內自殺性程序來支持細胞存活的。更深入的研究表明這一機制并不僅局限于神經系統,這種對于細胞外存活信號的競爭是一種廣泛存在于動物體內控制細胞數量的重要機制。
細胞死亡領域的另一個里程碑式成果是Kerr, Wylie和 Currie開展的細胞超微結構研究,確定了生理條件下瀕死細胞一系列的細胞形態學變化。當細胞對無法承受的壓力或損害做出死亡反應時,細胞會發生膨脹和破裂,這一過程稱之為壞死(necrosis)。而在正常發育和內環境穩定過程中,大部分細胞死亡時則表現為細胞體積縮小、核固縮、胞膜結構完整、zui終細胞遺骸被分割為凋亡小體,并迅速被周圍專職或非專職吞噬細胞吞噬。而近期的研究則揭示出凋亡并非發育細胞死亡的*形式,當PCD受到抑制時細胞還可能存在有其他的補償機制。生物通
此外,近年來科學家們還在線蟲研究中揭示了細胞發生PCD的遺傳學分子機制,鑒別出了對PCD產生特殊效應的一些突變,證實細胞死亡是通過一些特殊基因啟動細胞自殺程序的細胞發育的zui終命運。在對相應基因的分子特征鑒定中確定了在進化中保守的核心的細胞死亡機器,以及作為細胞凋亡的中心環節和關鍵執行者caspases家族。(未完待續。。。。。。)
來源:生物通
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