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细胞凋亡范文1
关键词：Bcl-2；细胞凋亡
自从1972年Kerr提出细胞凋亡（appoptosis）的概念至今，人们对细胞凋亡现象进行了广泛、深入的研究。但是，凋亡的分子和生化机制迄今尚未彻底明了；而已形成的初步认识大多源于对Bcl-2基因家族的研究。已知，调亡进程可分为三个时相：诱导期，效应期和降解期。在诱导期，细胞接受各种信号从而引发各种不同的效应：进入效应期后，经过一些决定细胞命运（存活/死亡）的分子调控点，细胞进入不可逆的程序化死亡，这些调控分子包括一系列原癌基因和抑制癌基因的产生，其中Bcl-2家族起着决定性的作用；降解期则产生可见的凋亡现象[1]。
Bcl-2基因（即B细胞淋巴瘤/白血病-2基因）是一种原癌基因，它具有抑制凋亡的作用，并用近年来的一些研究已开始揭示这一作用的机制。目前已经发现的Bcl-2蛋白家族按功能可分为两类，一类是象Bcl-2一样具有抑制凋亡作用，如哺乳动物的Bcl-X1、Bcl-W、Mcl-1、A1、线虫Ced-9、牛痘病毒E1B119kD等，而另一类具有促进凋亡作用，如Bax、Bcl-Xs、Bad、Bak、Bik/Nbk、Bid和Harakiri[2]。
最初在血液淋巴细胞中发现Bcl-2能抑制细胞死亡，随后陆续在其它一些细胞中也发现Bcl-2的这种作用。但近年来研究发现，除些之外尚存在Bcl-2不敏感的凋亡途径。本文拟就凋亡与Bcl-2的关系及其研究进展作一综述。
1 Bcl-2敏感的凋亡途径
Bcl-2可以抑制由多种细胞毒因素所引起的细胞死亡。Bcl-2的过度表达能增强所观察细胞对大多数细胞毒因素的抵抗性。这一发现使人们认识到凋亡的各种信号转导途径有一个共同的通路或交汇点，而该通路或交汇点受Bcl-2调节。实验表明，Bcl-2可增强细胞对大多数DNA损伤因子的抵抗性，抑制大多数化疗药物所引起的靶细胞凋亡，但其本身并不能抑制这些因素对细胞的损伤；同样地，它也不能促进DNA修复。p53蛋白是DNA损伤的一个分子传感器，已证实Bcl-2能抑制p53介导的凋亡，但不能抑制p53向核内转位或者p53介导的生长停滞，可能Bcl-2的作用是在DNA损伤后，阻止激活凋亡机制的信号到达其靶分子；在细胞毒性T细胞中，由颗粒酶B激活Caspases家族的一个或多个半胱氨酸蛋白酶所诱导的凋亡不依赖于Bcl-2，颗粒酶B可能仅作用于凋亡路径中Bcl-2调节位点的下游。以上结果表明在凋亡途径中Bcl-2的作用位点在信号分子和效应蛋白酶之间的位置[2]。
Bcl-2抑制细胞凋亡可能与其以下几种作用有关：
1.1 细胞催抗氧化作用[3] 以往研究表明，在去除生长因子所诱发的凋亡中，活性氧损伤（ROS）是促发细胞死亡的主要诱因：Bcl-2的过度表达可减少氧自由基产生和脂质过氧化物的形成。提示Cai等[4]的实验表明Bcl-2的抗氧化作用是间接的，即可能在于抑制超氧阴离子的产生而不是直接清除活性氧。细胞色素c（cytochrome c, Cyt c）作为呼吸链中重要的电子传递体，它从线粒体内膜上的释放会阻断电子向下游传递体，它从线粒体内膜上的释放会阻断电子向下游的传递，危及呼吸链的功能并导致超氧阴离子的加速产生；而Bcl-2可以抑制Cyt c的释放，从而抑制了超氧阴离子的产生。此外，Bcl-2还可以增加胞内的谷胱甘肽（GSH）等抗氧化剂，升高NAD+/NADH的比值，抑制和凋亡相联系的GSH降低，促进GSH进入核内，从而影响细胞的氧化还原状态。但也有证据表明，在没有自由基的情况下Bcl-2也能抑制凋亡。因此，Bcl-2的性质远非仅仅是一种抗氧化剂。
1.2 抑制钙离子跨膜流动 Lam等曾报道钙泵特异性抑制剂Thapsigargen（TG）诱导的WEH17.2等细胞的凋亡可被Bcl-2所抑制，其原因是Bcl-2抑制了Ca2+的跨膜流动，提 示Bcl-2可通过调节胞内钙离子浓度来调节凋亡。然而Wei等[5]在神经元细胞GT1-7中发现Bcl-2中发现Bcl-2可抑制由TG所诱导的凋亡，但并不能抑制TG诱导的胞内钙离子浓度升高；同时Jason等[6]在中国仓鼠卵巢细胞5AHSmyc中去除细胞内贮存Ca2+后发现过度表达的Bcl-2仍可抑制凋亡，提示Bcl-2对胞内Ca2+浓度的调节作用也只能是其抑制凋亡的机制之一。
1.3 离子通道蛋白和吸附/锚定蛋白 最近Reed[7]提出Bcl-2蛋白可能具有双重功能：离子通道蛋白和吸附/锚定蛋白，提出Bcl-2抑制凋亡的部分新机制。
1.3.1 离子通道蛋白 体外实验证实，Bcl-2、Bcl-X1和Bax能在线粒体上形成离子通道，提示它们可能参与调节一些与凋亡有关的细胞现象，如线粒体通透性改变（巨孔形成）和线粒体释放凋亡蛋白本科激活因子——Cyt c和凋亡诱导因子（AIF）。过度表达的Bcl-2能抑制线粒体通透性改变，并影响巨孔的形成，从而抑制凋亡。但也有实验发现即使线粒体通透性未改变，Cyt c等凋亡激蛋白也可以释放到胞液中从而诱发细胞凋亡，因此这种观点还有待进一步证实。
在所观察的细胞系及多种情况下，凋亡的发生都伴有Cyt c从线粒体释放，继而伴有Caspases激活，而活化的Caspases降解底物后，其蛋白降解产物又引起线粒体通透性改变，并最终导致凋亡发生[8]。Yang等[9]与Kluck等[10]发现Bcl-2可以通过抑制线粒体释放Cyt c来抑制凋亡，继而Rosse等[11]和Zhivotovsky等[12]用两种不同的方法证明了即使Cyt c已经释放入胞浆，Bcl-2仍能延迟细胞死亡，这是由于Bcl-2抑制了活化的Caspases对线粒体释放的上游和下游都有Bcl-2调节凋亡的作用点。
AIF作为一种线粒体来源的效应蛋白酶，在分离在胞核中能诱导凋亡，同时还能激发线粒体通透性改变，诱导线粒体释放Cyt c和Caspase-9，并在体外切割和激活其底物——半胱氨酸蛋白酶CPP32。体外研究发现，Bcl-2过度表达可能阻止AIF从分离的线粒体上释放，但它并能影响AIF的产生，同时也不能影响AIF促凋亡的功能[13]。
1.3.2 吸附/锚定蛋白 在正常情况下Bcl-2通过其C端疏水残基的伸展而锚定在细胞内膜上，作为吸附/锚定蛋白，可把胞液蛋白固定在膜边，或是引导胞液蛋白与别的膜蛋白相互作用。
Bcl-2可与Bcl-2家族的Bcl-2家族的Bcl-X1、Bcl-Xs、Bax、Bcl-2、Bad和Mc1-1形成同源的蛋白二聚体，而特定的蛋白二聚体则可作为在细胞死亡信号通路上的分子开关。例如，Bcl-2可与促凋亡Bax形成二聚体，如果Bax相对量高于Bcl-2，则Bax同二聚体的数量增多，从而促进细胞死亡；而如果Bcl-2相对量高于Bax，则促进形成Bcl-2/Bax异二聚体，并使Bcl-2同二聚体的量增多，从而抑制细胞死亡；而促凋亡分子和Bad和Bcl-Ss则竞争结合细胞死亡抑制分子如Bcl-X1或Bcl-2，由此替换了Bax并促进Bax同二聚体形成，诱导凋亡。
另外，Bcl-2还可与Bcl-2家族外的11种蛋白质结合，包括蛋白激酶Raf-1、蛋白磷酸酶Calcineurin、GTP酶、R-Ras和H-Ras、p53-BP2、朊蛋白Pr-1、Ced-4、BAG-1、Nip-1、Nip-2和Nip-3，并由此实现其抗凋亡作用。
2 Bcl-2不敏感的凋亡途径[14]
Bcl-2抑制凋亡的作用并不是万能的，例如在细胞毒T细胞杀伤作用中，特定的淋巴因子撤离以及某些TNF受体家族介导的凋亡途径中Bcl-2不能抑制凋亡，其原因右能是这些凋亡诱导剂作用于Bcl-2下游或是独立于Bcl-2的其它凋亡路径。最近Scaffidi等[15]发现，Jurkat等细胞（Ⅱ型细胞）中Bcl-2可抑制TNF受体家族中的CD95（Apo-1/Fas）信号通路介导的凋亡，而在SKW6.4等细胞（Ⅰ型细胞）中Bcl-2则不能抑制这种信号通路介导的凋亡。其结果表明，凋亡途径对Bcl-2敏感与否可能与细胞类型有关。进一步研究发现，这种差异取决于线粒体是否参与这种凋亡途径，在Ⅰ型 细胞中线粒体则未参与该凋亡途径。因此，Bcl-2可能只抑制依赖于线粒体的凋亡途径。
更进一步研究发现，来源于牛痘病毒的细胞因子应答修饰体A（crmA）是一种丝氨酸蛋白酶抑制剂（serpin）类分子，能抑制一些Caspases的功能。而来源于杆状病毒的P35蛋白也能抑制一些Caspases的功能，而且它比CrmA具有更广泛的Caspases抑制特性。在组织培养体系中或转基因鼠的T淋巴细胞中CrmA表达能抑制CD95（Fas/Apo-1）和p55TNF受体Ⅰ诱发的凋亡，但对另一些诸如生长因子撤除，DNA损伤等细胞毒因素引起的凋亡则无能为力，而这些由细胞毒因素引起的凋亡现象则可被Bcl-2及其同系物所抑制，但是Bcl-2又不能抑制由CD95（Fas/Apo-1）和TNF受体介导的凋亡。由细胞毒因素及TNF受体家族介导的凋亡都可有效地被p35所抑制，提示这些通路都依赖于Caspases的激活。上述结果表明，在细胞中不同的凋亡激活途径同时存在，其一是需要对CrmA敏感的Caspases参与但又不能被Bcl-2所抑制；而另一个则是Bcl-2可抑制的凋亡途径，其中Caspases对p35敏感，但对CrmA则不敏感。
3 结语
目前Bcl-2是凋亡分子机制研究的主要靶分子。随着对Bcl-2以及凋亡本身研究的日渐深入，Bcl-2是作用机制和凋亡的分子机制最终被阐明，从而提高对与凋亡有关的疾病的认识和诊治水平。
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13 Susin SA, Lorenzo HK, Zamzami N, et al. Nature, 1999；397:441-446
细胞凋亡范文2
【关键词】中性粒细胞；凋亡；烧伤
严重烧伤后体内激活的炎性细胞生成和释放大量细胞因子，机体炎症反应失控，机体代谢增加，免疫功能紊乱，被认为是导致伤后SIRS的重要发病基础，也是当前烧伤死亡的主要原因，PMN凋亡和功能的改变，在细胞、组织和器官的损伤中及MODS中发挥重要作用[1]。中性粒细胞（PMN）凋亡的异常可加剧或延长炎症过程和持续的组织损伤，成为烧伤后炎症损伤的重要环节之一。临床上对炎症反应的治疗开始扩大到一系列对炎症介质的调控和拮抗，如对PMN的活性进行调控可能改善炎症反应。本文就PMN凋亡与烧伤关系的近年来研究进展做一综述。
1PMN凋亡的概念及病理生理意义
细胞凋亡是一个主动的由基因决定的自动结束生命的过程，其发生需要基因的表达和蛋白质的合成，整个过程受由遗传机制决定的程序化调控，又称为程序性细胞死亡。正常的细胞凋亡是一种生理现象，如果受到破坏，将引起一系列病理改变。PMN是主要的炎症细胞，在炎症过程中无论是数量上还是功能上都处于重要地位。一般情况下，PMN寿命很短，凋亡是使PMN失活的重要途径，其自发凋亡对急性炎症的消退、继发组织损伤的预防起重要作用。在凋亡过程中，PMN丧失原有的生物学功能并在包膜完整状态下被吞噬细胞清除掉，此时不但可避免大量细胞内毒性物质的释放，而且释放抑制炎症反应的因子，如TGF-β，PGE2等，炎症得以收敛[2]。若PMN凋亡延长，则其在清除病原微生物的同时会继续发挥生物学功能，释放一些生物活性物质，吸引更多的炎症细胞和炎性介质，增强炎症反应并造成自身组织的损伤。许多报道证实烧伤、重症感染、全身炎症反应综合征和再灌注损伤的病人均伴有外周血PMN凋亡延迟。由于PMN可通过多种途径损伤机体，粒细胞的凋亡延迟就意味着持续的炎症反应，并进一步可导致多脏器功能衰竭。
2PMN凋亡的基因调控
Bcl-2及其家族基因有抑制细胞凋亡和促进细胞凋亡两组基因，它们相互作用从而对细胞凋亡进行调控，是重要的细胞凋亡调控基因。PMN常规表达半衰期相对较长的促凋亡蛋白Bax、Bak、Bid和Bad，这些促凋亡蛋白的持续表达，使PMN寿命短暂（6-10小时）；同时PMN也表达半衰期相对较短的抗凋亡蛋白A1、Bcl-xl、Mcl-1（半衰期仅2-3小时），一般情况下，半衰期长的促凋亡基因（主要是Bax）的活性占优势，促进粒细胞凋亡。但当机体受到炎症损伤时，抗凋亡蛋白合成增加，粒细胞出现凋亡延迟[3]。研究显示，体外PMN培养中Bcl-xl、Mcl-1基因表达逐渐下降且很快消失，认为此与PMN的自发性凋亡的进程有关，并且将Bcl-2基因转移至小鼠后，PMN凋亡受到一定程度的抑制[4]。PMN caspase 3的活化是PMN凋亡过程中一个必需环节，其下游的蛋白激酶C同工酶的活化及其向核内转移是确保核酸内切酶活化的关键，从而使细胞核DN段化，加速PMN凋亡[5]。P38丝裂原活化蛋白激酶（P38MAPK）则在PMN延长其寿命期限过程中发挥重要作用。抑制P38MAPK活化可加速PMN的凋亡过程，而增强其活性则延迟PMN的凋亡。此外，细胞外信号调节激酶（ERK）的活化可延迟PMN的凋亡。P38MAPK和ERK两种途径间可能存在相互促进和制约的关系[6]。
3PMN凋亡的影响因子
3.1抑制因子PMN凋亡在基因调控基础上还会受到许多炎症相关因子的影响，如IL-1、2、6、8、15、GM-CSF、G-CSF等可抑制PMN凋亡。一些细菌毒素、可溶性免疫复合物、前列腺素E2及激素水平的提高等均可抑制PMN的凋亡。机体发生炎症反应过程中细菌所产生的少量琥珀酸也能抑制PMN凋亡。颜光涛[7]等研究显示，磷脂酶A2内外源性阻断剂4-溴苯甲酰溴甲烷可明显减弱促凋亡作用。IL-6、IL-18及烧伤血清刺激后可引起PMN凋亡延迟[8]。
3.2促进因子加速PMN凋亡的有TNF-α、超氧离子O2-、某些蛋白水解酶及一些病毒如EB病毒、A型流感病毒等；一些药物也可加速其凋亡，如柳氮磺胺吡啶、低浓度金诺分等；此外，实验表明PLA2激动剂脂多糖、钙离子载体及高浓度的丁二酸等促进PMN凋亡[7]。
4PMN凋亡与烧伤
4.1烧伤后PMN凋亡的变化及影响因素大量实验表明，严重烧伤后外周PMN凋亡发生延迟。冯刚等[9]应用流式细胞技术动态观察严重创伤病人后一周内多个时相点PMN凋亡率的变化，发现创伤病人各时相点外周PMN凋亡率明显降低，表明严重创伤病人外周PMN凋亡显著抑制。李志清等[10]的实验显示，伤后一天内不同时相点的PMN凋亡百分率明显降低，烧伤大鼠血清刺激24h后，PMN凋亡百分率显著降低，表明严重烧伤后或在烧伤血清刺激下大鼠PMN凋亡延迟。另有实验显示严重烧伤后痂下水肿液也抑制PMN凋亡，并表明烧伤血清和痂下水肿液抑制细胞凋亡均呈剂量依赖关系[11]。烧伤血清抑制细胞凋亡的能力是通过减少对人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）的中和抗体。GM-CSF增加PMN的粘附性和延长其活性，在烧伤血清中抑制PMN细胞凋亡可能发挥重要作用[12]。郑江等[13]实验显示严重烫伤大鼠PMN凋亡率显著降低的同时血清IL-6和IL-1α水平在伤后均显著升高，PMN caspase-3的活性降低，认为IL-6和IL-1α等细胞因子可能是重要的影响因素，细胞内caspase-3激活的减少可能是烧伤后PMN凋亡延迟的机制之一。还有人认为热损伤引起的PMN凋亡延迟部分与P13激酶/蛋白激酶活化增加了Bcl-xl的表达有关[14]。此外，近年来有研究报道，烧伤后bcl-2呈现出增加的变化，是烧伤患者血浆抑制PMN凋亡的重要因素之一[15]。
4.2烧伤后PMN凋亡的意义PMN凋亡后主要靠巨噬细胞吞噬清除，限制其介导的机体损害。实验显示严重烧伤后大鼠血巨噬细胞（Mφ）凋亡百分率较正常大鼠血清刺激后增多，腹腔Mφ对凋亡PMN吞噬能力降低，加上烧伤引起的PMN本身凋亡延迟，凋亡的PMN不能被Mφ吞噬完全，最终坏死，释放毒性内容物，是引发SIRS的重要因素之一，PMN凋亡的进程影响着炎症的发展和转归[10]。细胞凋亡的生物化学特征是由于细胞内切酶的激活，细胞中DNA断裂，以核小体为单位进行DN段化。在白细胞凋亡中PMN凋亡占72%，PMN凋亡率决定了核小体的水平。Anne Morrison等[16]检测创伤后失血性休克患者核小体水平，发现非感染者核小体水平比感染者高2.5倍到3倍，核小体的增加在全身感染中起到一定保护作用，由此可见，外周血PMN凋亡的增加可降低感染率。此外，PMN凋亡率可作为预测严重创伤病人病情程度和预后的指标[9]。
4.3PMN凋亡的调节许多研究表明，调节PMN的凋亡可改善全身炎症反应，加速创面愈合。Zhang PH等[17]观察地塞米松对正常血清和烧伤血清诱导烧伤早期PMN体外自发凋亡的影响，结果显示，烧伤血清较正常血清诱导PMN凋亡减少，bcl-2、NFκB蛋白表达增加；加入地塞米松后，PMN凋亡增加；且NFκB蛋白表达减少，表明地塞米松可减轻烧伤血清对PMN凋亡的抑制作用，其机制可能与NFκB蛋白表达下调有关。魏在荣等[18]采用重度烧伤大鼠模型，利用低剂量环磷酰胺（cyclophosphamide，CY）进行干预，观察大鼠骨髓PMN的变化，结果显示，烧伤后给予低剂量GY，PMN凋亡率增加，持续时间延长，PMN数量开始减少的时间延迟，由此得知，低剂量CY可保持烧伤后早期PMN的数量，使其充分发挥生物学功能，又能加速严重烧伤早期大鼠骨髓PMN的凋亡，调控其排空。
PMN持续或过度产生或释放细胞毒素加剧了炎症反应和组织损伤，Janinov V等[19]认为能够降低PMN活性和加速其凋亡的物质，如天然多酚，能够改善持续性炎症反应的病理状态，并认为PMN的氧化和凋亡可作为药理干预的潜在目标，拟PMN的抑制作用可被看做是对炎症过程药理调制的新战略，支持了抗炎症的内在机制。黄新莉等[20]采用体外分离和培养人血PMN，研究硫化氢（H2S）对人PMN凋亡的影响，结果表明NaHS可促进PMN凋亡，其机制可能与其上调P53蛋白的表达有关。此外，氮激光照射可增加烧伤后PMN的凋亡，减轻局部炎症和改善烧伤创面愈合[21]。
PMN是体内重要的炎症细胞，一般而言，PMN自发凋亡被抑制，其寿命会延长，生物学功能也会相应增强；反之，PMN自发凋亡被促进，它的寿命会缩短，其生物学功能也会相应减弱，PMN凋亡是其介导的炎症反应终止的最主要步骤。在炎症控制与治疗中，明确PMN凋亡在全身性炎症反应中的作用及其相关影响因素十分必要，有利于为调节机体严重烧伤后炎症反应开辟一条新途径。
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细胞凋亡范文3
关键词：肺病；细胞凋亡；凋亡机制；检测
细胞凋亡是一个主动过程，是机体在生理或病理条件下受到刺激后，导致细胞产生一系列形态和生化方面的改变而引起的程序性细胞死亡（programmed cell death，PCD）。
一、细胞凋亡机制与检测方法
1.凋亡机制
细胞凋亡的生化特点包括质膜磷脂排列方向改变、细胞内离子环境自稳改变、蛋白酶和核酸内切酶激活分别致细胞蛋白质裂解和DNA断裂、细胞内产生神经酰胺、线粒体功能障碍、谷胱甘肽耗竭以及转谷氨酰胺酶激活。参与引发细胞凋亡的蛋白酶有多种，包括半胱氨酰天门冬氨酸特异蛋白酶家族成员和组织蛋白酶等。特别是caspase家族成员与细胞凋亡关系最为密切，至少有14种哺乳动物caspase已获克隆，但仅对caspase-3和caspase-8的功能有所了解。caspase-8在细胞凋亡中发挥启动作用；caspase-3在细胞凋亡中发挥效应作用。由于各caspase可相互激活，所以caspase蛋白酶级联反应是导致细胞凋亡结构改变的主要环节。线粒体功能障碍在细胞凋亡发生机制中起关键作用，能促进线粒体功能障碍的因素很多，包括各种有害刺激和信号传递过程，其中某些配体/受体相互作用最为重要。配体与靶细胞表面受体相结合，就导致复杂的多蛋白复合物形成，即将凋亡信号传递给效应蛋白酶FLICE，FLICE与caspase-8相互反应可激活caspase-8，caspase-8激活后就通过某些不明的机制引发线粒体功能障碍。线粒体功能障碍导致细胞色素C释放，细胞色素C与凋亡激活因子-2相结合，使caspase-3激活。caspase-3又激活DNA断裂因子，导致静息状态的核酸内切酶激活，最终引起DNA断裂。从线粒体功能障碍到DNA断裂，是细胞凋亡生化途径的共同途径。在肝细胞凋亡发生机制中，以Fas配体/Fas受体引发凋亡信号级联反应研究得最多。此外，转化生长因子β1及其受体、肿瘤坏死因子及其受体在肝细胞凋亡发生机制中均起重要作用。细胞凋亡的主要调节因子是B细胞淋巴瘤/白血病-2蛋白家族的成员。Bcl-2，通过抑制凋亡以延长细胞存活时间，是哺乳类动物细胞凋亡的一种强大抑制因子。与Bcl-2关系密切的同源物是Bcl-x，有两个RNA拼接变种，长Bcl-X是较大的拼接变种，短Bcl-X是短拼接变种。
2.检查方法
（1）对细胞凋亡形态学的观察有HE染色光镜观察以及电子显微镜、相差显微镜、共聚焦激光扫描显微镜检查。
（2）对DNA降解片段的分析有琼脂糖凝胶电泳检测DNA以及Southern Blotting方法。
（3）荧光标记膜蛋白V的检测。
（4）流式细胞技术（FCM）可以对活体或已固定的凋亡细胞进行定量分析。（5）末端脱氧核苷酸转移酶介导的脱氧尿苷三磷酸缺口末端标记术（TUNEL）。（6）免疫组化。
二、肝中的细胞凋亡
近年来研究表明：肝细胞的死亡方式包括坏死和凋亡两种。凋亡在肝脏疾病发展过程中的重要作用得到了人们的重视，现将有代表性的几种肝脏疾病中的凋亡现象分述如下
1.病毒性肝炎。Fas系统介导的细胞凋亡在肝炎发生发展过程中起着重要作用，在不同条件下，穿孔素、颗粒酶、TNF-α、TGF-β等也参与了肝细胞的凋亡。1998年Galle等报道乙型肝炎时肝细胞Fas表达增强，致敏的细胞毒性T细胞（CTL）表达Fas配基（FasL），CTL经过免疫途径介导肝细胞凋亡，参与病毒的清理和肝炎的病理生理过程。若该反应过强，则可能诱发暴发性肝功能衰竭。
2.肝纤维化。肝纤维化是慢性肝病共有的病理改变，有研究表明各种类型的肝纤维化中都存在凋亡。肝星状细胞（HSC）的激活是肝纤维化发生的中心环节。1998年Gong等报道HSC向肌成纤维细胞（MFB）的转变与sFasL介导的凋亡增强相平行，Bcl-2和Bcl-XL在早期HSC上的表达高于晚期HSC和MFB，Bax则相反。这说明调节HSC的凋亡易感性在肝纤维化发生机制中起重要作用。
3.肝硬变。凋亡现象在肝硬变病例的肝细胞、胆管细胞、单核细胞中普遍存在。1999年Frommel等对照研究了正常肝组织、丙型肝炎和肝硬变标本，发现对Bcl-2的表达逐渐增强，肝硬变患者中表达最强，提出了一种解释肝硬变患者中肝癌高发生率的新机制。
4.肝癌。肝细胞癌形成过程中，不仅癌细胞异常增生，而且突变的细胞凋亡减少，肝癌细胞对凋亡诱导反应明显缺陷，1998年Jodo等报道肝癌血清中sFas水平升高，切除肿瘤后，sFas水平即下降。一些抑癌剂如:硒、类维生素A、化疗药物等可促进鼠肝的潜在恶性细胞的凋亡，从而降低肝癌的发病率，这从一个侧面反映了凋亡在肝癌发病机制中的地位。1997年Cras L等报道在非基因毒性致癌物nafenopin所致的原发性肝癌中，正常肝细胞和肝肿瘤细胞都会受到抑制。当nafenopin的作用消失后，二者的凋亡都增加。后者的增殖率和凋亡率都高于前者。
细胞凋亡范文4
关键词：凋亡；中药；综述
中图分类号：R2－03 文献标识码：A
文章编号：1007－2349(2007)11－0046－03
细胞凋亡(apoptosis)是一种细胞生理性死亡的形式，是多细胞有机体为保持身体组织稳定、调控自身细胞增殖和死亡之间的平衡、由基因控制的细胞自动性死亡过程，在机体的生长发育、衰老、免疫调节、内环境稳定以及肿瘤、感染、自身免疫性疾病等生理病理过程中均有重要意义。机体通过凋亡过程来清除体内不需要或有害细胞，或通过抗凋亡过程维持细胞功能。抑制凋亡在维护生命个体的稳定、抗衰老等过程中有很重要的作用。近年来有关中药抑制细胞凋亡的研究日渐增多，研究涉及缺氧、缺血等因素导致的神经系统、心脑血管、胃肠功能损伤的保护、肿瘤治疗(放、化疗)后骨髓、免疫功能损伤的防治等方面。中医药可对细胞凋亡过程的不同环节进行调节，进而抑制细胞凋亡，维持机体内平衡，阻止组织病理过程的恶化。
1 通过调控细胞凋亡途径抑制凋亡
机体内存在多条细胞凋亡的信号转导途径，其中内源性的线粒体细胞色素C途径和外源性的死亡受体途径所介导细胞凋亡是目前研究较多的途径。
1．1 通过调控线粒体细胞色素C途径抑制凋亡 许多研究结果均表明，线粒体在细胞凋亡过程中起着“主开关”作用，是最重要的途径之一，其通过Cyt－C途径诱导细胞凋亡。在细胞凋亡信号的刺激下，会使caspases激活，胞质Ca2+水平升高，产生ceramide，诸如此类的改变会直接或间接地引发线粒体通透性转变孔道(PTP)开放，使能量产生中断，线粒体内膜跨膜电位(ψm)的下降，并导致外膜破裂，释放出Cyt－C等各种活性蛋白，Cyt－C从线粒体内释放是关键的一步。胞浆内的Cyt－C在dA7P存在下，与凋亡蛋白酶活化因子－1(Apaf－1)结合，诱导caspase－9前体的寡聚化，并形成凋亡体。凋亡体的形成可激活caspase－9，继而活化Caspase－3，启动Caspase的级联反应，引起细胞凋亡。
有研究以缺氧／缺糖再给氧为模型，观察清开灵注射液对神经细胞线粒体膜电位的保护作用。结果发现清开灵注射液能显著降低细胞内Ca2+浓度，抑制细胞凋亡，提高线粒体膜电位和活性，认为清开灵注射液可抑制缺氧一缺糖再给氧损伤所致的线粒体膜电位的降低、抑制神经细胞内钙超载与抑制细胞凋亡有关。
1．2 通过调控死亡受体途径抑制凋亡 凋亡还可以通过死亡受体通路介导，现知死亡受体途径主要包括Fas／FasL途径和TNFa／TNFR途径。死亡受体家族成员包括7NFRl、TNFR2、Fas／CD95、TRAlL－Rs等，当死亡受体与其相应的配基(死亡配体)特异性结合后，将凋亡信号由胞外传人胞内，在连接分子的媒介下，激活Caspase，导致细胞凋亡。
1．2．1 通过调控Fas／FasL途径抑制凋亡 中药可以通过调控Fas／FasL的表达，抑制受损细胞的凋亡。参附注射液对培养的乳鼠心肌细胞缺氧及缺氧／复氧时凋亡相关基因Fas／FasL蛋白表达影响研究发现，结果缺氧4.5h及10.5h后，心肌细胞Fas／FasL蛋白的阳性表达指数(positive expressionindex，PEI)参附注射液组明显低于缺氧组；参附注射液可通过下调Fas／FasL蛋白表达，参附注射液组还见到caspase-3活性下降，提示参附注射液抑制乳鼠心肌细胞凋亡是通过Fas／FasL-caspase-3途径实现的。
1．2．2 通过调控TNFa／TNFR途径抑制凋亡 研究还发现中药通过调控7NFa／TNFR途径抑制细胞凋亡。枸杞多糖对老年大鼠T细胞过度凋亡及相关基因表达研究发现，枸杞多糖可以下调促凋亡的TNFRl基因mRNA表达并上调抗凋亡的Bcl-2基因mRNA表达，降低老年大鼠T细胞的过度凋亡，从而改善老年大鼠T细胞过度凋亡的状态。
2 通过影响凋亡信号传导抑制凋亡
细胞抗凋亡的信号转导是在内外生存因子的刺激下，激活多种信号偶联途径的信号转导过程。常见的凋亡信号传导途径有磷脂酰肌醇－3－激酶(P13K)／蛋白激酶B(PKB或称为AKT)途径，RAS－MAPK途径，NF－κB途径，N()途径等。
2．1 P13K／PKB途径 P13K是一种胞内磷脂酰肌醇激酶，PKB是P13K的靶蛋白之一，P13K与PKB是促进凋亡作用的重要调节因子；其过量表达可抑制细胞的凋亡。黄芪多糖(APS)对2型糖尿病大鼠肾组织胰岛素信号分子表达的研究发现，认为黄芪多糖降低2型糖尿病大鼠血糖水平的机制可能与提高糖尿病大鼠肾组织中胰岛素受体(InsR)、胰岛素受体底物－1(IRS－1)、P13K水平，增加组织对胰岛素的敏感性，改善胰岛素信号转导有关。
2．2 RAS－MAPK途径 丝裂原活化蛋白激酶家族(MAPKS)参与细胞凋亡的信号转导过程。MAPKS级联反应包括MAPKKK，MAPKK与MAPK等3个顺序的活化过程。每一种激酶又由不同成分组成。MAPK包括ERK，jNK／SAPK，P38。有研究探讨肝星状细胞丝裂原活化蛋白激酶(HSCs MAPK)通路中ERK、JNK的活化情况，以及丹参药物血清对磷酸化细胞外信号调节蛋白激酶(P－ERK)、磷酸化氨基末端蛋白激酶(P－JNK)表达，肝纤维化大鼠经丹参药物血清干预后较对照组均显著降低，正常大鼠经丹参药物血清干预后较正常大鼠对照组也均显著减少。表明活化的HSCs中ERK、JNK保持着较高的磷酸化水平，两者介导的信号转导通路是HSCs活化和增殖的重要途径之一；阻断MAPK信号通路可能是丹参治疗肝纤维化的重要作用途径之一。
2．3 NF－κB途径 在大多数细胞类型中，NF－κB在胞浆中与抑制亚单位lκB结合形成无活性的复合物。在TNF诱导的细胞凋亡过程中，可刺激lκB的磷酸化作用及降解作用。使NF－κB能从复合物中释放并活化，活化的NF-κB迅速转位进入胞核，继而作用于靶基因，诱导基因表达，编码前炎性蛋白，如IFN，细胞因子，生长因子，细胞黏附因子，红细胞生成素与MHC－I类分子等，抑制NOS的生成，并诱导编码凋亡抑制蛋白C－IAPl，C－IAP2基因表达，诱导抗凋亡基因Bcl－2，Bcl－x1的表达。探讨人参皂甙对心血管疾病的保健和防治机制的研究发现，结果显示内毒素脂多糖(LPS)促使HUVEC NF－κB向细胞核内转移，人参皂甙则能阻止
LPS诱导的NF－κB核内转移；能完全阻止LPS致内皮细胞核提取物NF－κB DNA结合活性；IJs能使HUVl3C PAl－1蛋白及mRNA表达显著增强，人参皂甙则使LPS的这种作用明显减弱。认为人参皂甙对心血管疾病的防治机制之一可能是通过NF－κB途径拮抗LPS致HUVEC PAI－1的表达。
2．4 NO途径 NO对细胞的增殖与存活有双重效应。它可以通过多种机制诱导细胞的凋亡，但在一些特定环境中，NO又可在一些细胞类型中作为凋亡的潜在抑制剂。川芎嗪对多巴胺诱导PCI2细胞凋亡的保护作用的研究发现，认为川芎嗪可抑制DA引起的PCI2细胞凋亡，此作用可能与降低NO生成有关。NO的抗凋亡作用还与caspase水平有关。在死亡配体依赖与配体非依赖的凋亡中，NO均能抑制caspase的活性。黄芪、当归注射液可通过促进NO的生成、诱导caspase3表达促进体外培养的血管平滑肌细胞凋亡。同时还可通过上调bcl－2表达而抑制其阻止氧自由基破坏细胞结构，起抗细胞凋亡作用，通过抑制粘着斑激酶的表达，调节其对细胞增殖和凋亡的影响。已发现，NO在某些细胞类型的线粒体中起抗凋亡作用。如在鼠肝线粒体中，生理浓度的NO能可逆性的抑制PTP的开放，机制是通过膜的去极化与Ca2+的积聚作用。
2．5 其他 胞浆中游离的Ca2+作为第二信使在凋亡信号传递过程中起关键作用；细胞核内钙离子浓度的持续升高是导致细胞凋亡的主要原因。细胞凋亡时最显著的变化是DNA的断裂，钙离子可直接激活核酸内切酶促进DNA断裂，也可通过激活蛋白酶、磷酸酶和磷脂酶，导致染色质结构完整性的丧失。葛根素及由红参和麦冬有效成分制成的参麦注射液对脑缺血／再灌注中神经细胞均有一定的抑制作用。作用机制可能是阻断Ca2+内流和／或胞内钙库的释放。从抑制神经细胞内钙超载。
目前发现在某些细胞中，cAMP是引起细胞凋亡的信号。细胞内cAMP浓度的上升可激活cAMP依赖性蛋白激酶，使靶细胞上某些丝氨酸和苏氨酸磷酸化，从而影响这些蛋白的生物学功能，引起细胞凋亡。黄精多糖对正常小鼠血糖水平无明显影响；但可显著降低肾上腺素诱发的高血糖小鼠的血糖值；其机制可能是降低肾上腺素模型小鼠肝脏中cAMP的含量，通过抑制凋亡减轻高血糖肝脏的损害。
3 通过调控凋亡相关基因表达抑制凋亡
Bcl－2基因家族是最重要的细胞凋亡调控基因。抗凋亡基因bcl－2和bcl－xL是Bcl－2家族蛋白成员中主要的抗凋亡分子。bax基因是Bcl－2家族中重要的促凋亡基因。另外，p53、c－myc、Fas、c－fos等基因均是参与调控细胞凋亡的重要基因。有研究用黄芪注射液进行治疗贫血小鼠，提示黄芪注射液可通过上调抗凋亡蛋白Bcl－XL表达减轻骨髓有核细胞的凋亡，并促进红系、巨核系造血。丹参对持续性非卧床式腹膜透析(CAPD)相关性腹膜硬化模型大鼠腹膜间皮细胞凋亡有抑制作用，其机理是下调Fas基因的蛋白表达，上调Bcl－2基因的蛋白表达。c－los是一种转录调节因子，正常情况下在脑内水平极低。c－fos不适当的过度表达可干预细胞核的修复功能，导致细胞凋亡。有实验表明。c－fos可能诱导脑缺血一再灌流时海马CAl区细胞晚期促凋亡基因的表达，共同调控细胞凋亡，而中药有效成分葛根素可通过下调凋亡相关基因c－fos的表达，减少神经细胞的凋亡，从而具有保护神经的作用。
4 通过调控细胞因子抑制凋亡
细胞因子(cytokine，CK)是机体细胞分泌调节细胞增殖、分化与死亡的一大类因子。与凋亡有关的细胞因子有氧自由基、氧化低密度脂蛋白(OX2LDL)及某些细胞因子等。清热解毒方泻心汤可显著降低实验性AS大鼠血清MAD水平，增强SOD活性，降低OX2LDL及N()水平等，从而抑制血管细胞过度凋亡。细胞因子如TNF(Tumomecrotiefactor)具有多种生物学功能，TNF在体外可诱导肿瘤细胞、树突状细胞及大鼠肝细胞出现凋亡，其中TNF-α与凋亡的关系更为密切，能与TNF受体结合，引起细胞内贮存Ca释放，引起细胞内游离Ca2+浓度升高，从而激活Ca2+依赖性核酸内切酶，引起DN段断裂和细胞凋亡。此外，与凋亡有关的细胞因子还有IL-2、IFN-γ、TGFβ1，NK细胞、IL-3、IL-4、IL-6、LAF-1(白细胞黏附因子)、CAM-1(细胞内黏附分子)、GM-CSF(粒细胞－巨噬细胞集落刺激因子)、NGF(神经生长因子)、SCF(干细胞因子)、IGF-1(胰岛素样生长因子)、核转录因子xu等。黄芪对脂多糖(LPS)致大鼠急性肺损伤(AIJ)后大鼠肺组织细胞有保护作用，其机制是减少促炎因子TNF-α、IL-1β的释放，抑制肺泡上皮细胞凋亡。地黄饮子对阿尔茨海默病动物模型细胞凋亡抑制的机制，与上调核转录因子κB、hsp70mRNA的表达，抑制线粒体释放细胞色素C，控制半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的激活有关。
细胞凋亡范文5
【左旋卡尼汀；再灌注损伤；心肌缺血；细胞凋亡
0引言
缺血/再灌注（myocardialischemia/reperfusion，MI/R）损伤是冠状动脉再通后一个重要的并发症，也是致死原因之一.有学者提出，细胞凋亡可能为再灌注损伤发病机制中的一个重要环节［1］；通过干预凋亡基因的表达以阻断细胞凋亡过程，从而减轻再灌注损伤能否成为防治再灌注损伤的有效方法已受关注.卡尼汀，又名肉毒碱，可加速脂肪的β氧化，提高三磷酸腺苷（ATP）水平，优化心肌能量代谢途径.近期的大规模临床试验CEMID的结果提示［2］，左旋卡尼汀明显改善心肌梗死后患者的心功能，降低死亡率，缩小梗死面积.卡尼汀探究的新发现［3］，提示卡尼汀在对缺血性心脏病的功能中，优化心肌能量代谢，抑制MI/R心肌细胞凋亡可能是保护缺血再灌注心肌的重要机制.我们通过MI/R模型，探索左旋卡尼汀对MI/R心肌细胞的保护功能及其可能的机制.
1材料和方法
1．1材料
健康家兔25只，雌雄不限，体质量2.5～3.0kg（第四军医大学实验动物中心提供）.卡尼汀（常州三位工业技术探究所研制）；InSituCellDeathDetectionPOD试剂盒德国宝丽曼公司产品；Fas和Bcl2mAb，免疫组化试剂盒（购自北京中山生物有限公司）；伊文兰和氯化三苯基四氮唑（TTC）购自Sigma公司.
1.2方法
1.2.1MI/R模型的制备30g/L戊巴比妥钠30mg/kg腹腔麻醉，颈部居中切开.分离左侧颈静脉插管连接输液泵.同步记录心电图观察ST变化.心肌MI/R模型参照simpsond的方法加以改进，开胸，暴露心脏,于冠脉左室支中1/2处穿线环绕之,结扎线向外收紧，造成急性心肌缺血，45min后放松结扎线使冠状动脉再通形成再灌注.各组中用以心肌梗死范围和细胞凋亡检测的心脏各半.
1.2.2分组随机分为三组摘要:Ⅰ组空白对照组（n=5）,丝线穿过冠状动脉左室支但不结扎；Ⅱ组MI/R组（n=10），MI后5min注射生理盐水，至实验结束.Ⅲ组左旋卡尼汀治疗组（n=10），MI后5min注射左旋卡尼汀1.5mL/(kg%26#12539;h).
1.2.3测定SOD含量实验结束后即刻分别取缺血区及正常供血区左心室心肌组织1.0g，低温状态下生理盐水冲洗干净，制成心肌匀浆液，离心后取上清液，按试剂盒说明书操作.
1.2.4细胞凋亡检测及计算凋亡率再灌注3h结束后，分离左心室心肌，取缺血区心肌组织，用100g/L甲醛液固定24h，常规脱水,石蜡包埋，切片，采用末端标记TUNEL法检测心肌细胞凋亡.按照试剂盒说明书操作.每一心脏取3张切片，在高倍镜下（10目镜×40物镜）检测，于凋亡阳性细胞区域随机选择10个视野，对凋亡阳性细胞计数并行计算机图像分析，作半定量测定，以心肌凋亡阳性细胞数占总心肌细胞数的百分比作为心肌细胞凋亡指数（apoptoticindex，AI）.
1.2.5凋亡相关基因蛋白的检测石蜡包埋组织连续切片，用免疫组化SP法观察心肌细胞Fas,Bcl2的表达情况，用HPIAS1000图像分析系统计算A值作为半定量参数，测量Fas,Bcl2蛋白表达.
统计学处理摘要：实验数据用x±s表示，使用SPSS11.0软件，多组比较进行onewayANOVA及LSDt检验，P%26lt;0.05为差异有统计学意义.
2结果
2．1SOD含量（kat/g)变化和I组（0.84±0.42）比较，II组（0.36±0.30）SOD活性明显降低（P%26lt;0.05）,III组（0.72±0.30）SOD活性较II组显著增加（P%26lt;0.05）.
2．2心肌细胞AI变化II组的AI明显高于I组（P%26lt;0.01），III组AI明显低于II组（P%26lt;0.01），但仍高于I组（P%26lt;0.01，表1).
2.3Fas,Bcl2蛋白含量的变化II组Fas含量明显高于I组（P%26lt;0.01），III组Fas含量明显低于II组（P%26lt;0.01）,和I组比较无统计学差异（P%26gt;0.05）.II组Bcl2含量显著低于I组（P%26lt;0.01）和III组（P%26lt;0.01），III组Bcl2含量和I组比较无统计学差异（P%26gt;0.05,表1).表1各组间兔MI/R心肌凋亡指数及Bcl2,Fas含量的比较(略)
3讨论
引起再灌注损伤的主要因素，目前认为和Ca2+超载［3］、氧自由基［4］和白细胞聚积有关.此外，已有多项探究报道显示，氧自由基通过启动Bcl2［5］，TNFα［6］多种细胞凋亡相关因素，诱导细胞发生凋亡.
细胞凋亡是指一定的生理或病理条件下，遵循自身的程序，通过启动内部机制，主要是通过内源性DAN内切酶的激活，导致细胞主动死亡的过程.通过对调控细胞凋亡基因的探究，可以将细胞凋亡相关基因分为诱导基因（死亡基因）和抑制基因（生存基因）.通常在生理条件下，细胞有序而协调的激活凋亡诱导基因（fas,p53等）和/或凋亡抑制基因（bcl2等）共同控制着细胞代谢功能而维持细胞内外环境的动态变化.探究发现摘要：bcl2基因的功能主要是抑制细胞凋亡促进细胞生存.其抗凋亡的机制主要有摘要：Bcl2通过抑制自由基的产生而抑制细胞死亡,Bcl2和Bax结合成杂二聚体，可抑制Bak的促凋亡功能,Bcl2的过度表达有效地阻断细胞色素c由线粒体向细胞质的释放，对线粒体起始的caspase激活机制起着阻碍功能，从而抑制细胞凋亡.Fas又称Apo1即CD95分子，是I型膜蛋白，属肿瘤坏死因子受体家族成员.Fas和活化细胞交联区诱导凋亡的机制主要是通过Fas和FasL结合，诱导神经鞘磷脂酶（SMase）的活化，分解SM生成神经酰氨
（Ceramide,CM）,CM通过膜结合性的丝/苏氨酸激酶等激活第二信使，使胞内Ca2+浓度升高，引发一系列的生化反应，从而激活Ca2+Mg2+依靠性核酸内切酶，引起凋亡.
左旋卡尼汀本身并不是机体的基本营养素，是脂肪酸进入线粒体进行β氧化所必需的辅助因子，可加速转运长链脂肪酸通过线粒体内膜，进入线粒体进行β氧化供能.左旋卡尼汀作为一种有效的氧自由基清除剂，在缓解氧化应激、减少脂质过氧化中均具有明显的保护功能［7］.
本实验我们观察到再灌注早期给予左旋卡尼汀，家兔MI/R过程中SOD活性增加，心肌梗死面积减少，细胞AI下降，Fas蛋白表达减弱，Bcl2蛋白表达增强，表明左旋卡尼汀能抑制MI/R过程中细胞凋亡的发生.提示在MI/R损伤中，细胞凋亡是可以预防的.验证了左旋卡尼汀通过调节Bcl2和Fas抑制心肌细胞凋亡，可能是保护MI/R心肌的重要机制这一假设.
至于左旋卡尼汀抑制MI/R心肌细胞发生凋亡的机制，可能和左旋卡尼汀提高SOD活性，减轻细胞内Ca2+超载，抗缺血，缺氧，减少氧自由基生成、增强细胞抗氧化损伤能力，从而发挥其抗氧化、抗凋亡的细胞保护功能.另外心肌缺血后，脂肪酸，如棕榈酸盐在血浆和心肌组织中生成增多，而棕榈酸盐被认为能促进心肌细胞凋亡［8］，棕榈酸盐通过调控棕榈酰激酶（palmitoy1COA）介导的线粒体膜通透性的变化在细胞凋亡中发挥功能［9］.
【参考文献
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细胞凋亡范文6
【关键词】：心肌缺血/再灌注 细胞凋亡 基因调控 信号转导途径
【中图分类号】R54; 【文献标识码】A【文章编号】1007-8517(2008)4-0010-03
细胞凋亡(apoptosis)又称程序性细胞死亡(programmed cell death)，是指有核细胞在一定条件下通过启动其内部机制，主要通过内源性DNA内切酶的激活而发生的细胞自然死亡过程，凋亡细胞在琼脂糖凝胶电泳上显示出典型DNA“梯状”条带，是由基因控制的有序化的主动死亡过程。近年来，随着分子生物学技术的不断丰富及分子心血管病学的研究发展，已证实细胞凋亡现象存在于心血管系统的许多生理和病理变化中，与许多心血管疾病的发生发展密切相关，本文就心肌细胞凋亡与缺血再灌注损伤的关系综述如下。
1 心肌缺血/再灌注时细胞凋亡的证据
临床及实验研究证明， 心肌缺血/再灌注与心肌细胞凋亡有密切关系。1992年Schumer等首先在缺血/再灌注的大鼠肾脏组织观察到细胞凋亡现象。1994 年Gottlieb 等首先在兔心脏上发现再灌注损伤促进了细胞凋亡。其后Fliss[1]等采用原位末端标记技术发现缺血/再灌注大鼠心肌细胞中有典型的凋亡形态改变及特征性DN段，并认为单纯持续心肌缺血未能引起细胞凋亡， 缺血/再灌注后才出现明显的细胞凋亡， 即再灌注加重细胞凋亡。并且发现细胞凋亡与缺血及再灌注持续时间有关， 认为细胞凋亡是缺血/再灌注损伤的特征之一。姚震[2]等研究表明，不同时间的心肌缺血/再灌注损伤均可导致心肌细胞凋亡，以缺血30～60min后再灌注时明显，说明心肌细胞凋亡的发生率与此前心肌缺血时间长短有关。赵军[3]等用流式细胞仪检测缺血再灌注心肌细胞凋亡情况，发现再灌注45分钟组､1h组均未见到凋亡的心肌细胞，2h组､3h组心肌细胞显示出典型的凋亡特征。Chakrabarti[4]等在大鼠离体心脏灌注模型上发现心肌缺血10min 即出现心肌细胞凋亡，缺血30min达高峰，证实了缺血可引起心肌细胞凋亡。Maulik[5]等在大鼠离体再灌注心脏模型上研究表明，缺血15､30､60min均无心肌细胞凋亡证据。而缺血15min后再灌注90min和120min时通过DNA琼脂糖凝胶电泳和地高辛配基标记的基因组DNA免疫染色荧光镜检证实有心肌细胞凋亡。Saraste[6]等对8例确诊因心肌梗塞而死亡者的心脏标本进行检测，这8例中其中6例进行过成功的溶栓治疗，表明经历过缺血再灌注损伤。结果发现所有急性心肌梗塞的心肌细胞中均有典型的细胞凋亡的生化特征，而对照组均为阴性。并且凋亡细胞主要出现在梗死边缘区，无梗死的区域很少有细胞发生凋亡。因此认为缺血/再灌注损伤中有细胞凋亡参与， 且再灌注可以加速不可逆转的细胞凋亡，而且心肌细胞的凋亡与缺血/再灌注持续时间长短有关。
2 心肌缺血/再灌注损伤中细胞凋亡的相关调控基因
细胞凋亡区别于细胞坏死的一个显著特征即受基因调控，心肌缺血-再灌注损伤的细胞凋亡也同样受基因调控。细胞凋亡是一个瀑布式基因表达过程，许多基因包括多种原癌基因和抑癌基因均参与细胞凋亡的调控。
2.Bcl-2基因：Bcl-2基因是第一个被确认对细胞凋亡有抑制作用的基因。Bcl-2蛋白是一种膜整和蛋白，主要分布于线粒体内膜､细胞内膜表面､内质网､核膜等处。Bcl-2的高度表达能阻抑多种诱导因素引起的细胞凋亡。Bcl-2抑制细胞凋亡可能与其以下几种作用有关： ①Bcl-2的过度表达可减少氧自由基产生和脂质过氧化物的形成。②过度表达的Bcl-2能抑制线粒体通透性的改变，减少促凋亡蛋白的释放，从而抑制细胞凋亡。③Bcl-2可抑制Ca2+的跨膜流动，通过调节胞内钙离子浓度来调节凋亡。④Bcl-2可与凋亡蛋白酶结合，实现其抗凋亡作用。⑤Bcl-2可抑制细胞毒因素引起的凋亡现象
2.P21：Rsa基因编码的p21蛋白位于细胞膜内表面P2可抑制周期蛋白依赖性激酶的活性，阻断终末分化的细胞发生凋亡[7]。
2.3 P53：P53是一种重要的抑癌基因，有野生型和突变型两种类型。野生型P53：对细胞凋亡有促进作用;突变型P53：对细胞凋亡有抑制作用。当DNA由于各种原因损伤后，野生型P53：基因表达迅速增强，P53：蛋白累积并与损伤的DNA形成高度稳定的复合物，DNA复制停止，细胞停滞于G期，直至损伤的DNA修复。如果DNA受损严重修复失败，P53：蛋白则介导细胞发生凋亡。突变型P53：基因表达的蛋白可干扰野生型P53蛋白功能。Kirshenbaum[8]等研究了心肌细胞凋亡的分子调节机制， 结果证实p53基因为心肌细胞凋亡的激活因子， 并且指导着凋亡促进基因bax的转录，而p53激活的心肌细胞凋亡可以被抗凋亡基因bcl-2所阻断。
2.4 立早基因：立早基因(immediate early gene)是一类在应激状态下数分钟内表达发生改变的基因，它们通常是一些DNA结合蛋白和转录因子。心肌缺血-再灌注可诱导c-fos､c-jun､junB､Egr-等立早基因表达迅速增加[9]，它们与其下游基因，如Ca2+-ATPase､血.管活性肠肽､酪氨酸羟化酶或一些炎症介质等基因启动子区的相应顺式作用元件相结合，启动下游基因的表达， 使细胞由G0期启动进入细胞周期，诱导心肌细胞凋亡。
2.5 Fas基因：Fas蛋白是一种细胞表面受体，是一种膜蛋白属于肿瘤坏死因子(TNF)受体家族成员之一。因Fas是一种受体，所以Fas抗体能与其结合，将死亡信号传给Fas蛋白阳性细胞，激活细胞内胱氨酸蛋白酶，导致DNA裂解，细胞凋亡。心肌缺血缺氧能引起凋亡促进因子Fas表达升高。有实验证实，心肌缺血再灌注后Fas基因的RNA及蛋白表达均增多，而且随心肌缺血或再灌注时相延长而增加。缺血/再灌注期间许多细胞因子及蛋白在凋亡中起重要作用，如TNF-a，IL-1，IL-6，IL-10，胰岛素样生长因子I(IGF-1)，IAP-2[10](Inhibitors of apoptosis proteins 2)就不一一而论了。
3 心肌细胞凋亡的信号转导
3.细胞因子信号转导途径：主要通过Fas､TNF分别与细胞膜表面相应的Fas受体(FasR)和TNF受体(TNFR)结合，TNFR和Fas与胞浆蛋白相联系的死亡区段分别称为TRADD和FADD。而与TRADD和FADD 联系的是受体相互作用蛋白(RIP)，它含有一个激酶区段联系信号，TNF与TNFR和Fas的结合可能引起TRADD和FADD形态的变化，从而允许与RIP结合，RIP启动核内交通，从而激活核酸内切酶裂解细胞核DNA，细胞外信息转导入细胞内，然后进行胞内信息传递―基因转录―应答反应导致凋亡。这一过程并非一条龙式的单一联系，而是各个途径上存在着多方式､多水平的横向联系，构成复杂的信号传递网络。
3.线粒体途径：在细胞凋亡过程中线粒体跨膜电位的耗散主要是由于线粒体内膜的通透性转变，这是由于生成了动态的由多个蛋白质组成的位于线粒体内膜与外膜接触位点的通透性转变孔道(PT孔道)，在各种促细胞凋亡信号作用下，线粒体通透性转变为不可逆的过度开放，导致线粒体跨膜电位崩解，呼吸链解偶联，基质渗透压升高，内膜肿胀，细胞色素c(Cytc)释放到胞浆，在ATP/atp 存在下，Cytc与凋亡蛋白活化因子(apoptotic protease-activating factor ， Apaf-1)形成多聚体复合物，通过Apaf-1氨基端的caspase募集结构域募集细胞中的caspase-9前体，一个活化的Apaf-1可募集多个caspase-9，并使其自我剪切和活化，启动caspase的级联反应，激活下游的caspase-3和caspase-7，完成对相应底物的切割，引起细胞凋亡。心肌细胞的凋亡过程中，线粒体被认为是处于凋亡调控的中心位置。Davidson[11]等报道用PI3K和Erk通路抑制剂后，胰岛素保护心肌细胞凋亡的功能丧失，而胰岛素的保护作用主要是通过干预PT孔而实现，说明RISK通路可能参与PT孔导致的心肌细胞的凋亡。
3.3 有丝分裂原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases，MAPKs)信号转导途径：Bogoyevitch等[12]在缺血再灌注成年大鼠的心脏模型上首次证实了单纯缺血可激活p38，但ERKs的活性无论在缺血期或是在缺血再灌注期都不表达。XinL[13]等进一步证实了p38MAPKs是缺血再灌注后心肌凋亡信号转导的一个关键因子， 抑制p38丝裂素活化蛋白激酶(MAPK)可减轻心肌细胞凋亡。还有研究[14]表明JNK/SAPKs路径也参与了缺血后心肌细胞的凋亡过程。
3.4 JAK-STAT途径：整体IRI模型给予JAK-2特异性抑制剂AG-490，caspase-3活性显著增强，bax 表达增多，心肌细胞凋亡数目增多，但大鼠离体心脏经AG-490处理后则表现心肌细胞凋亡数目减少[15]。提示JAK-STAT通路在调节心肌细胞凋亡中可能具有双重性，这一现象也可能与该通路与其他通路交会(crosstalk)相互调节有关。
3.5 LOX-1通路(lectin-like oxidized low density lipoprotein receptor-1，凝集素样低密度氧化脂蛋白受体)LOX-1在IRI心肌细胞凋亡中的作用备受关注。缺血再灌注时低密度脂蛋白氧化释放活性氧，氧化的低密度脂蛋白和活性氧均可使LOX-1受体上调。Li[16]等发现左冠状动脉结扎60min再灌注60min的麻醉大鼠LOX-1受体表达及心肌凋亡明显增多，而给予LOX-1受体阻断剂JXT21来阻断其表达，致使凋亡数目降幅达48%， 心肌梗死面积减少了45%。而Hayashida[17]等研究表明急性冠脉综合征者，LOX-1表达增高，提示LOX-1通路可能在IRI介导的心肌细胞凋亡中发挥重要作用。
综上所述，缺血再灌注损伤本身是个多因素协同的过程，缺血再灌注组织发生细胞凋亡的机理也是一个多因素的过程，细胞凋亡可能为再灌注损伤发病机制中的一个重要环节，目前的研究还远未阐明其具体机理，有关凋亡的启动机制､基因调控机制有待今后进一步探索，寻找理想的抑制凋亡的临床药物无疑将会对临床防治缺血再灌注损伤，预防正常细胞发生凋亡产生极为重要的影响。
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