細(xì)胞凋亡又稱程序性細(xì)胞死亡，由Kerr 等在1972年首先提出，是指在一定的生理和病理情況下機(jī)體為維護(hù)內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，通過基因調(diào)控而使細(xì)胞主動有序的消亡過程，這一過程發(fā)生在生命個(gè)體生長發(fā)育的各個(gè)階段［1］。細(xì)胞凋亡對于多細(xì)胞生物個(gè)體發(fā)育的正常進(jìn)行自穩(wěn)平衡的保持及抵御外界各種因素的干擾及在胚胎發(fā)育造血免疫系統(tǒng)的成熟及維護(hù)正常組織和器官的細(xì)胞恒定與生長平衡乃至機(jī)體衰老方面都起著重要作用。
1 細(xì)胞凋亡的特征
細(xì)胞凋亡的發(fā)生過程，在形態(tài)學(xué)上有如下現(xiàn)象：凋亡細(xì)胞在電鏡下表現(xiàn)為細(xì)胞核縮小，電子密度增高，核膜皺縮，染色體密集于核膜下，分布不均勻，后來，核被分解成碎片，核碎片在胞質(zhì)中與細(xì)胞器等成分一起被細(xì)胞膜包裹，從外觀上看，細(xì)胞表面產(chǎn)生了許多泡狀或芽泡狀突起。以后，逐漸分隔，形成單個(gè)的凋亡小體。此后，細(xì)胞質(zhì)密度增高，細(xì)胞骨架可被破壞，但細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)可以保持到細(xì)胞凋亡后期。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在細(xì)胞凋亡后期擴(kuò)張成泡狀，與細(xì)胞膜融合成胞質(zhì)氣泡。這時(shí)，凋亡小體逐漸脫離細(xì)胞體，進(jìn)入間質(zhì)。于是凋亡細(xì)胞被逐步解體。從細(xì)胞凋亡開始，到凋亡小體的出現(xiàn)才數(shù)分鐘，凋亡過程可能延續(xù)數(shù)小時(shí)。
2 細(xì)胞凋亡檢測方法
細(xì)胞凋亡的檢測是基于凋亡細(xì)胞所形成的形態(tài)學(xué)和生物化學(xué)的特征，特別是DNA的斷裂等。下面介紹常用的細(xì)胞凋亡檢測方法。
形態(tài)學(xué)觀察，就是應(yīng)用不同類型和不同觀察條件的顯微鏡，根據(jù)凋亡細(xì)胞的各種形態(tài)學(xué)特征，對細(xì)胞進(jìn)行直接觀察或者用不同染色法對細(xì)胞染色后進(jìn)行觀察。
2.1.1光學(xué)顯微鏡
觀察細(xì)胞形態(tài)特征，如細(xì)胞縮小，核質(zhì)固縮聚集，形成小體及吞噬現(xiàn)象等。
2.1.2熒光顯微鏡
胞膜完整的活細(xì)胞對陽離子染料如臺盼藍(lán)、碘化丙啶（PI）、溴化乙錠（EB）等有拒染能力， 但死細(xì)胞（包括凋亡后期的繼發(fā)性壞死細(xì)胞、機(jī)械損傷細(xì)胞等） 可被上述染料標(biāo)記。
2.1.3電子顯微鏡
通過電子顯微鏡可見細(xì)胞核核仁消失，染色體密集、移動呈半月狀、集中于核膜內(nèi)。細(xì)胞器內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體增多，細(xì)胞膜微絨毛消失、起泡、出芽，形成小體。電鏡超微結(jié)構(gòu)的觀察是診斷細(xì)胞凋亡最可靠的指標(biāo)，尤其是凋亡小體的發(fā)現(xiàn)。
3 細(xì)胞色素C的生理學(xué)功能
細(xì)胞色素C（cytochrome C，Cyt-C）由一條含有104個(gè)氨基酸殘基的多肽鏈及具有氧化還原活性的血紅素組成，其生理功能的發(fā)揮伴隨著分子構(gòu)象的變化,分子內(nèi)各集團(tuán)所處的微環(huán)境隨之改變。天然態(tài)的細(xì)胞色素C主要是α－螺旋血紅素上的鐵原子與兩個(gè)軸向配體配位。細(xì)胞色素C是線粒體內(nèi)膜上的嵌入蛋白，位于線粒體內(nèi)膜外側(cè)。細(xì)胞色素C是由兩個(gè)無活性的前體分子合成的即前細(xì)胞色素C和亞鐵血紅素［3］。由于細(xì)胞色素Ｃ具有亞鐵血紅素基團(tuán)，它可以在細(xì)胞色素還原酶和細(xì)胞色素氧化酶之間傳遞電子。細(xì)胞色素Ｃ缺乏時(shí)，電子傳遞鏈被阻斷將導(dǎo)致兩方面的后果，即ＡＴＰ合成減少及不完全氧化造成的超氧陰離子過度生成而超氧陰離子是誘導(dǎo)凋亡的重要因素。
4 細(xì)胞素色C在細(xì)胞凋亡中的作用
細(xì)胞色素C途徑在多種細(xì)胞的凋亡過程中起著關(guān)鍵的凋亡信號放大作用。 大量研究表明，Cyt-C是參與細(xì)胞凋亡不可或缺的重要因子。Cain K等[4]在細(xì)胞凋亡的研究中揭示出，3個(gè)與凋亡密切相關(guān)的蛋白細(xì)胞凋亡蛋白酶活化因子（apoptotic protease activating factors,Apafs）之一的Apaf-2就是Cyt-C，首次證明了Cyt-C參與了細(xì)胞凋亡的過程。近年來，對Cyt-C的認(rèn)識已經(jīng)從其對能量代謝的控制而進(jìn)展為對其參與凋亡過程的研究，發(fā)現(xiàn)Cyt-C是一個(gè)線粒體起源的細(xì)胞凋亡信號。成熟的Cyt-C與Cyt-C氧化酶共價(jià)結(jié)合定位于線粒體內(nèi)膜。正常狀態(tài)下，Cyt-C不能通過外膜而在NO等因子的誘導(dǎo)下線粒體發(fā)生聚集(用新式激光掃描細(xì)胞計(jì)數(shù)定量分析顯示線粒體的聚集是細(xì)胞色素Ｃ釋放的上游事件)，Cyt-C便釋放到胞質(zhì)中。Cyt-C的釋放放大了死亡受體途徑，導(dǎo)致II型細(xì)胞（如肝細(xì)胞）凋亡或壞死，而細(xì)胞是發(fā)生凋亡還是壞死與胞內(nèi)ATP水平有關(guān)。當(dāng)還原型Cyt-C釋放以后，若胞內(nèi)ATP仍能維持一定水平，Cyt-C即可通過激活caspase介導(dǎo)凋亡;反之細(xì)胞會發(fā)生壞死。
綜上所述，Cyt-C的釋放在凋亡過程中起中心控制作用，也是支配細(xì)胞命運(yùn)的關(guān)鍵因素。Cyt-C不僅可以直接介導(dǎo)凋亡，而且還可以通過干擾電子傳遞的運(yùn)輸、阻斷能量合成、促進(jìn)自由基（ROS）的產(chǎn)生等方式參與細(xì)胞凋亡過程。但是Cyt-C從線粒體釋放的機(jī)制十分復(fù)雜，可能不同的凋亡刺激因素、不同的組織類型、不同的凋亡階段，其Cyt-C釋放的機(jī)制不同。
參考文獻(xiàn)
［1］Huerta S, Goulet EJ, Huerta-Yepez S, et al. Screening and detection of apoptosis. Journal of Surgical Research, 2007, 139:143-156.
［2］Kettunen MI, Brindle KM. Apoptosis detection using magnetic resonance imaging and spectroscopy. Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy, 2005, 47:175-185
［3］馬偉科, 張宏艷. 線粒體細(xì)胞色素 C 與細(xì)胞凋亡 [J]. 實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志, 2007, 23(23): 3786-3788.
［4］Cain K, Bratton S B, Cohen G M. The Apaf-1 apoptosome: a large caspase-activating complex[J]. Biochimie, 2002, 84(2): 203-214.
