作者:一點(diǎn)五度
近年,關(guān)于發(fā)育的研究,凋亡絕對是一個炙熱的話題。在談及凋亡之前,首先我們來看一個例子。

圖1 飾紋姬蛙變態(tài)發(fā)育三個重要階段
從蝌蚪到蛙的胚后發(fā)育過程是極為經(jīng)典的變態(tài)發(fā)育的例子,比較直觀的現(xiàn)象就是四肢的生長和尾巴的消失,而他們是如何發(fā)生的,四肢生長是否像我們平時把手指劃傷后它又重新愈合一樣呢?同時尾巴的消失是否就是它直接斷裂后掉下來的呢?這樣一個有趣的現(xiàn)象你可能曾經(jīng)考慮過,也或許沒有想明白,看完下面的內(nèi)容,相信你能夠了解差別了。
其實(shí)不然,尾巴的消失是細(xì)胞凋亡的一個過程,而手指劃傷后會產(chǎn)生細(xì)胞壞死和炎癥的出現(xiàn),細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死看似都是死亡的過程,但是生物學(xué)過程卻千差萬別。
圖2 細(xì)胞死亡的三種途徑(圖片來自Vazyme Inc.)
細(xì)胞死亡有三種途徑(圖2),type1便是細(xì)胞凋亡的過程,它是由細(xì)胞主動控制的,當(dāng)細(xì)胞接受到某種發(fā)育信號時,細(xì)胞的核DNA在核小體連接處斷裂成核小體片段,并向核膜下或中央異染色質(zhì)區(qū)聚集形成濃縮的染色質(zhì)塊。隨著染色質(zhì)不斷聚集,核纖層斷裂消失,核膜在核孔處斷裂,形成核碎片,之后就會通過發(fā)芽起泡等方式形成凋亡小體,最后被吞噬消化掉。其實(shí)蛙的尾巴消失也是細(xì)胞凋亡的過程。
Type2是一種自我吞噬的過程,至今細(xì)胞凋亡是了解最多的一種程序性細(xì)胞死亡過程,但自我吞噬也是一種主動性控制的過程,它是一種高度調(diào)節(jié)、異化過程,能使細(xì)胞自己吃掉自己。有趣的是,自我吞噬還能為細(xì)胞提供在不能進(jìn)行凋亡時的一種替代形式的自我毀滅。它不需要產(chǎn)生凋亡小體,可直接被溶酶體吞噬降解,自噬作用主要是清除降解細(xì)胞內(nèi)受損傷的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、衰老的細(xì)胞器、以及不再需要的生物大分子等。
而我們手指劃傷后的受損細(xì)胞便會發(fā)生細(xì)胞壞死,type3就是這樣一種過程,它跟前兩種類型不同的是:它是一種被動控制的過程,核內(nèi)染色質(zhì)濃縮,染色變深,核的體積縮小,核碎裂,濃縮的染色質(zhì)崩解為小碎片,因核膜破裂而散布于胞漿中,核溶解,在DNA酶的作用下,染色質(zhì)被分解,最后消失。最明顯的區(qū)別就是通過細(xì)胞壞死死亡的細(xì)胞是沒有清晰細(xì)胞膜的。
總之,死亡分為主動和被動兩種,主動是由于機(jī)體發(fā)育的需要,主動的去死亡;而被動是由于外在的因素誘導(dǎo)細(xì)胞損失,是病理死亡。
中國科普博覽-從水到陸專欄
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