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程序性细胞坏死

已有 16818 次阅读 2012-4-15 15:45 |个人分类:研究生培养|系统分类:科研笔记| office, color, face, black, 热点

Many stimuli pull the necrotic trigger, an overview.pdf

最近一直在追踪细胞程序性坏死方面的文献,这里是本人写的阅读体会,相对比较粗浅,希望相关研究的老师批评补充。

一、细胞死亡的基本形式

细胞程序性坏死最重要的意义是坏死和炎症的关系密切,最让人期待的是因为程序性,程序性是具有可以调节可以控制的特点。

细胞死亡有两种基本形式:细胞坏死和细胞凋亡。虽然有人认为细胞自噬是一类细胞死亡方式,但也有认为细胞自噬是细胞程序性坏死的一种过程。坏死和凋亡具有非常显著的区别,细胞凋亡由于可以诱导早期的细胞吞噬,可以在不引起明显炎症反应的情况下清除受损伤的细胞。细胞坏死由于释放大量细胞内容可引起明显的炎症反应。过去由于一直认为细胞坏死是被动的意外事件,难以进行有效地控制。因此一直没有受到药物研究开发者的关注。现在的研究已经非常明确,除存在意外发生的细胞坏死以外,机体在受到伤害性刺激时候,广泛发生一种程序性坏死,也就是说坏死也存在一类主动的过程,那么就给人们提供了一种治疗炎症的相像空间:通过控制细胞程序性坏死实现治疗炎症的模式。

二、关于程序性坏死比较明确的事实:

程序性坏死最明确的信号分子是RIPK1RIPK3

1、反应相关蛋白激酶1 3RIPK1RIPK3)是程序性坏死的关键信号分子。

2FADD/caspase-8细胞凋亡途径可负向调节RIPK1RIPK3介导的程序性坏死。

3RIPK1RIPK3介导的程序性坏死在器官缺血再灌注损伤、急性胰腺炎、视网膜细胞光诱导损伤和肠上皮等细胞死亡的病理生理过程中发挥重要作用。

4RIPK1RIPK3介导的程序性坏死在细菌和病毒感染后免疫反应中发挥重要作用。

5、存在不依赖RIPK1RIPK3程序性坏死类型。

三、关于程序性坏死需要回答的几个重要问题

关于程序性坏死研究最重要的是信号传导通路不十分明确。

1、不同的损伤性刺激是否存在共同的启动过程?如果有,这种过程的关键分子是什么?

2、不同的损伤性刺激引起的细胞程序性坏死是否使用共同的执行分子。

3、不同的损伤性刺激引起的细胞坏死是否存在共同的分子标志?

4、不同损伤性刺激引起的细胞坏死的关键分子结点和调节机制是什么?

5RIPK1RIPK3之间及其下游执行机制之间的信号传导机制是什么?(这是目前研究的热点,许多国际上的领先实验室都集中在这个方向上)

四、研究手段上存在的问题

存在的主要问题是缺乏相对统一的在体研究范式。

目前关于程序性坏死仍主要是使用细胞模型,尽管发展迅速,也形成了比较统一的研究模式。但在体研究仍缺乏统一规范的手段。目前在体主要的研究手段包括:

1、在确定程序性坏死方面,形态学方面主要是靠采用经典形态观察和细胞膜通透性指标,没有比较公认的形态分子模型。这需要更多的研究来确认相关特异性信号分子,建立免疫学鉴定手段将对该类研究具有关键促进作用。这类似细胞凋亡和细胞自噬的研究,例如关于细胞凋亡的TUNEL方法、细胞自噬的免疫荧光鉴定细胞自噬体、免疫组化确定关键凋亡和自噬相关蛋白等。

2、蛋白水平和酶活性鉴定

使用蛋白技术可以鉴定不同蛋白之间的相互作用方式,例如关于RIPK蛋白水平及其和其他关键蛋白的结合,磷酸化调节水平,酶活性检测。这些研究手段在细胞水平上已经大量被使用,也可以在在体研究中采用。

3、蛋白表达和药物干扰

使用基因缺乏动物对这类研究当然很有价值。如果暂时不具备,也可以使用一些关键的药物。目前使用最广泛的手段是使用RIPK阻断剂量,观察对疾病治疗效果的观察,对细胞坏死程度的影响。

尽管目前缺乏很好的手段,但检测HMGB1可以作为间接指标,形态学可以用HE确定存在细胞外膜结构完整细胞核,结合电子显微镜验证,免疫组织化学可以用TUNEL和caspase 3双染色,前者阳性后者阴性作为细胞坏死的标志。

五、比较简单但重要的一些研究

确定各类疾病和程序性坏死的关系具有重要意义,是将来进行临床药物转化的关键。

虽然目前已经有一些相关药物进入疾病治疗的临床前和临床研究,但仍有一些重要问题需要研究回答。各类疾病是否存在程序性坏死?如果存在,阻断程序性坏死是否可以治疗该疾病。目前在各类器官缺血再灌注损伤方面先后都证明存在程序性坏死,阻断程序性坏死具有良好的治疗效果。在一些炎症性疾病中也有一些研究,例如胰腺炎、脓毒症等。最近有人发现,使用RIPK1阻断剂Nec-1不仅不能治疗脓毒症,而且可促进其发生,说明在不同疾病情况下,简单阻断一个分子可能不能解决问题,一方面这些分子的功能比较复杂,另一方面细胞坏死和细胞凋亡以及其他细胞内保护机制存在相互影响。将来在治疗上可以在更加下游的分子上寻找药物,或者和其他手段联合或许才是正确的手段。不过,从目前的研究看,不少损伤类型很有前景。例如可引起坏死的因素包括细胞因子、抗原模式分子、烷化剂、兴奋性氨基酸兴奋毒性、射线、氧化应激等。

 



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