第1个回答 2017-03-04
生命的生生不息，不但表现在动植物的生长发育、遗传物质通过生殖的传代，还表现在从受精卵到胚胎的细胞自杀性修饰、成长中的细胞更新。生物细胞更新的速度和数量是十分惊人的，将一只老鼠的肝脏割除2／3，要不了一个月，组织就能将肝脏全部修复。人血液系统中的红细胞，每天要死去成千上万，120天全部更新一遍。生物更新过程的细胞死亡，没有炎症，不发热不化脓，同病原菌入侵造成的细胞死亡完全不同。
细胞自杀的有趣现象
1965年，一位美国科学家在研究动物代谢时发现，大鼠肝细胞在局部缺血时，会一个一个地自爆，转化成许多圆形的细胞质团，最后被吞噬细胞吞食消化，成为构建新细胞的原料。他们继续观察研究，看到动物胚胎发育中的组织器官形成，也是采用多余细胞自动死亡的方式进行修饰的。例如，外胚层的手原基是生成双手的地方，起初它是一个细胞球，胚胎干细胞不断分裂，组织伸展成扇形，未来五指间的细胞有规则地死亡，将成为手指处的细胞保留并生长，胚胎组织就按基因程序“塑”成了一只手。
在植物胚的生咸、导管生成、落叶中也有细胞自杀的现象。秋风吹，气温在急速下降，一些原来生活在温带的阔叶树，叶子将要脱落进入休眠期，这时在叶柄和枝条的交接处，有几层细胞主动自杀，产生植物学上称为“离层”的组织，叶子就从枝上掉下，于是出现了秋风扫落叶的情景。细胞自杀是动植物生长发育的普遍现象，科学家将这种细胞自主死亡，称为细胞程序性死亡，或称细胞凋亡。
科学家一边通过线虫的研究，确定细胞程序性死亡的信息通道，一边通过动植物的发育、免疫、肿瘤的研究，了解细胞自杀的机制。发现生物一生的不同阶段，都有细胞在自杀，而这种自杀受到基因程序的准确调控，如果这种程序发生异常，就会引起器官功能障碍，甚至机体死亡。
细胞自杀命令的传递
细胞核是细胞王国的司令部，它是怎样把自杀的信息传出，又怎样启动自杀程序的?这一直是一个谜。进入20世纪90年代后，由于物理探测技术和生化技术的进步，生物学家可以观察到活细胞内的微观过程，才基本搞清楚细胞程序性死亡的信息过程。
科学家认为，细胞程序性死亡有两种信号途径，一是内源性途径，二是外源性途径。内源性途径又叫线粒体途径，细胞核的DNA“感知”王国的大限已到，必须死亡，为整体作出牺牲。这时基因中的“自杀信号”启动，由“传令兵”(一种信使BNA)送给细胞中的线粒体，命令它释放细胞色素C，色素与相关的酶结合，形成死亡小体。死亡小体是一系列死亡程序反应的源头，当它激活第一个酶后，信息就像多米诺骨牌一样，逐级传递、放大，最后引起细胞自爆死亡。内源性途径的另一信息源是一种原癌基因，它指挥合成的蛋白质能粘上线粒体和内质网，让这两种细胞器失去正常功能，从而造成细胞解体死亡。外源性途径是机体中的“死亡受体”，它们能与细胞中的特定蛋白质和酶原结合，形成死亡诱导信号，让细胞自溶死亡。
细胞自杀的两种途径好像两只握有剑的手，相互协调，左右开弓，在基因程序的指挥下，刺向必须死亡的细胞，让机体的生命活动更节能，营养分配更合理，生命的协奏曲唱得更动听。最近，科学家还发现了不通过信号途径的死亡路径，这说明细胞程序性死亡是相当复杂的生理过程，需要继续深入研究。
细胞自杀与疾病治疗
细胞自杀机制的发现，对人类的某些疾病的机理有重要启示。阿尔兹海默氏病(老年性痴呆症)是老年性多发病，随着社会人群的老龄化，老年性痴呆症将成为一大社会问题。到目前为止，医学家还没有搞清发病的原因。临床治疗仍使用原始的药物，疗效只能维持几个月。科学家研究认为，阿尔兹海默氏病可能是神经元程序性死亡引起的，只要中断自杀信号，阻断酶的信息链，就能治疗这种脑病。现在，各大医药公司正积极开发阻断药物，如果成功，将给提高老年人的生活质量带来福音。
癌症也是威胁人类健康的一大疾病，至今为止，医学家对某些癌症已能进行有效的治疗，癌症的极早发现预后也很好。但是，从根本上治愈癌症目前还做不到，因为对癌症的致病原理还不十分清楚。1961年，医学家希布纳在论文中报告癌症与DNA分子上相应信息的关系，第一个提出了癌基因的概念。美国科学家毕晓普和瓦姆斯，从1976年开始通过动物实验，定位了生物体内的“原癌基因”，了解到在正常情况下原癌基因是关闭的，环境中的射线、化学物质、遗传缺陷、病毒、心理因素等，有时能像启动子一样打开原癌基因，产生癌变。但是，癌组织为啥会发疯似地生长呢?科学家从细胞程序性死亡受到启发，认为很有可能是癌细胞中有一类物质阻断了细胞正常死亡程序，如果找到激活癌细胞死亡程序的方法，就能有效地治疗癌症。
研究开发调控的药物
细胞程序性死亡是一种正常的生理活动，是自然选择进化的结果，它保证了生命活动的有序进行。如果细胞该死的时候不死，不该死的时候却死，生命过程就无法延续。但这并不妨碍人类对它的调控，因为在许多情况下，为了维护人的健康，提高生存的质量，均需要对其进行干预。对细胞程序性死亡干预的方法，是研制中断或关闭细胞自杀过程的化学制剂。
细胞程序性死亡是一系列酶的接力反应，选择关键酶作为药靶，是药物研制开发的首选。科学家们认为，在线粒体上游阻止酶链的传递，中断自杀程序的效果最明显，但到目前为止，科学家还没有筛选到理想的药物。除酶作为药靶外，非酶性药靶也大有开发前途，因为它们的特异性更高。例如，科学家最近发现了一种多肽，能阻断几种死亡程序中信息分子的相互作用。科学家们认为，这是很有希望的治癌药物，将给医药公司带来大的商机。还有些公司对死亡的基因感兴趣，正组织力量定位并克隆死亡基因，用于治疗。
细胞自杀研究的难题
科学家对细胞程序性死亡机理的探索，从分子角度揭示了生命调控的精细。生命的生化反应是多彩的，但它的进行又是有固定基因程序的，这是人类对自身生命认识的又一次飞跃。
揭示细胞自杀的原理，是为了更好地协调生命活动，治疗疾病，提高生命的质量。但有资料表明，用自杀原理研制的药物，都有一定的副作用。例如，根据自杀原理研制的抑制肿瘤新药，用于局部给药疗效不长，有时还会加重病情。要是全身用药，会造成细胞大量死亡，带来灾难性后果。如果完全阻断细胞程序性死亡，可能引发各类自身免疫性疾病，甚至全身性肿瘤。还有实验表明，经启动死亡程序存活下来的癌细胞，能从周围死亡的细胞中吸收养成分，反而生长得更快。
科学家现在还无法做到特异性地阻断细胞自杀过程，相应药物的开发进展也不快，看来，这个已获得诺贝尔医学和生理学奖的研究项目，还有很长的路要走。