细胞凋亡机制及其表现

分别为(141．26±16．01)、(164．90±18．39)、 (198．76±17．63)，均高于对照组(119．30±14．14)，其中质量

浓度0．8、1．0 mg／mL组与对照组相比有显著差异 (P<0．05)。MSCs可表达ot，nAehR，且尼古丁作用后表达水平增高，

呈时间浓度依赖性。结论：尼古丁可上调人脐

带MSCs的o／,，nAchR表达，并通过刺激MSCs释放NO、升高细胞内

Ca2 从而致MSCs凋亡。

9965(2011)06—0598—04尼古丁是烟草主要活性成分之一，其可导

致多

组织、器官的慢性损伤，引发多种疾病。间充质干细 胞(mesenchymal stem cells，MSCs)是一种具有多分 化潜能的干细胞，对多组织、器官的慢性损伤具有良 好的修复作用，已成为组织工程、细胞移植、基因治 疗的理想种子细胞¨J。研究显示，尼古丁主要通过 乙酰胆碱受体发挥其生物学作用，一氧化氮、细胞内 Ca 与细胞凋亡密切相关。本研究小组在前期研究 中发现尼古丁可抑制MSCs增殖，并促进细胞凋 亡 j。本实验检测尼古丁作用后NO水平、Ca2 的 变化及仪，nAchR的表达情况，并探讨尼古丁诱导 MSCs凋亡的作用机制尼古丁型乙酰胆碱受体(Nicotinic

acetylcholine

receptor，nAChR)属于半胱氨酸环受体家族，广泛存

在于神经细胞、血管内皮细胞、血液白细胞、巨噬细 胞表面、间充质干细胞等多种细胞中，调节细胞的增 殖、迁移等特性 。尼古丁作为nAChR的激动剂， 主要通过nAChR参与多种信号途径调控细胞活性， 其相关的信号通路：Ca 途径、3种MAPK途径 (ERK、p38和JNK／sAPK)、AKT途径和线粒体途径

。

12. 细胞凋亡在集体中的表现

2.1 细胞产生与凋亡：生命的动态平衡

细胞凋亡与生命本质相关，要理解这一点首先要从生命的产生说起。人的身体由数百种类型的细胞组成，它们都来自受精卵。在胚胎期，人或其他生物的细胞数量急剧增加，这个时候是细胞分化和特异化的时期。在胚胎发育期间细胞必须以一种正确的方式和在恰当的时间分化，以便产生正确的细胞类型。细胞分化和特异化后便形成多种多样的组织与器官，比如肌肉、血液、心脏和神经系统。人体内的数百种细胞都有各自的特异性，而这些特异性细胞之间的有机合作才使得机体成为一个密不可分的整体。无论在发育期还是在成人体内，既有大量的新细胞产生，也有大量的旧细胞死亡，这是生物体的一种自然现象。而为了维持机体组织中适宜的细胞数量，在细胞分裂和细胞死亡之间需要一种精确的动态平衡，就像一个水库的蓄水与放水。由

于这种生成与死亡的有序流在胚胎期和成人期人体组织维持着适宜的细胞数量。而这种精密地控制细胞的消亡过程就称为程序性细胞死亡。正常的生命需要细胞分裂以产生新细胞，并且也要有细胞的死亡，由此人体和生物的器官才得以维持平衡。同样，在大脑发育的最初阶

段，程序性细胞死亡也决定着大量神经细胞的产生与消亡。 帮助我们更深刻地理解健康与疾病、生命与死亡，以及它们之间的相互关系。比如，在健康的机体中，细胞的生与死总是处在一种良性的动态平衡中，如果这种平衡被破坏，人就会患病。比如，癌症就是该死亡的细胞没有死亡而造成的。而在艾滋病病毒的攻击下，不该死亡的淋巴细胞大量死亡，人的免疫力遭破坏，艾滋病便发作了。

13 凋亡细胞的特征性表现 1．凋亡抑制物

正常活细胞因为核酸酶处于无活性状态，而不出现DNA断裂，这是由于核酸酶和抑制物结合在一起，如果抑制物被破坏，核酸酶即可激活，引起DNA片段化（fragmentation）。现知caspase可以裂解这种抑制物而激活核酸酶，因而把这种酶称为Caspase激活的脱氧核糖核酸酶（caspase-activated deoxyribonulease CAD），而把它的抑制物称为ICAD。因而，在正常情况下，CAD不显示活性是因为CAD-ICAD，以一种无活性的复合物形式存在。ICAD一旦被Caspase水解，即赋予CAD以核酸酶活性，DNA片段化即产生，有意义的是CAD只

在ICAD存在时才能合成并显示活性，提示CAD-ICAD以一种其转录方式存在，因而ICAD对CAD的活化与抑制却是必需要的。

14 2．破坏细胞结构

Caspase可直接破坏细胞结构，如裂解核纤层，核纤层（Lamina）是由核纤层蛋白通过聚合作用而连成头尾相接的多聚体，由此形成核膜的骨架结构，使染色质（chromatin）得以形成并进行正常的排列。在细胞发生凋亡时，核纤层蛋白作为底物被Caspase在一个近中部的固定部位所裂解，从而使核纤层蛋白崩解，导致细胞染色质的固缩。 15 3．调节蛋白丧失功能

Caspase可作用于几种与细胞骨架调节有关的酶或蛋白，改变细胞结构。其中包括凝胶原蛋白（gelsin）、聚合粘附激酶（focal adhesion kinase ,FAK）、P21活化激酶α（PAKα）等。这些蛋白的裂解导致其活性下降。如Caspase可裂解凝胶原蛋白而产生片段，使之不能通过肌动蛋白（actin）纤维来调节细胞骨架。

除此之外，Caspase还能灭活或下调与DNA修复有关的酶、mRNA剪切蛋白和DNA交联蛋白。由于DNA的作用，这些蛋白功能被抑制，使细胞的增殖与复制受阻并发生凋亡。 所有这些都表明Caspase以一种有条不紊的方式进行\破坏\，它们切断细胞与周围的联系，拆散细胞骨架，阻断细胞