细胞死亡的分类
细胞死亡的四种方式
细胞死亡的四种方式
细胞死亡的四种方式：细胞主动死亡-程序性死亡、细胞凋亡、细胞被动死亡、细胞坏死。
①细胞坏死（necrosis），是指细胞的被动死亡，指细胞受到物理、化学等环境因素的影响，如机械损伤、毒物、微生物、辐射等，引起的细胞死亡的病理过程。
坏死的特点是，细胞质膜和核被膜破裂，细胞骨架和核纤层解体。
细胞质溢出，影响周围细胞，发生炎症反应。
②细胞凋亡（apoptosis），在正常生理条件下，细胞中存在着存活途径和死亡途径。
细胞自产生开始即形成了死亡程序。
细胞受特定的细胞外信号或细胞内信号的诱导，死亡途径被激活，于是在有关基因的调控下发生死亡，细胞的这种死亡方式称为程序性细胞死亡——也叫细胞凋亡。
是细胞的主动死亡，为了维持机体内坏境的稳定，细胞发生主动的，由基因控制的自我消亡过程，此过程需要消耗能量。
在性质上完全不同于细胞坏死，细胞死亡程序启动后，细胞内发生了一系列结构变化，如细胞胞质凝缩、细胞萎缩、细胞骨架解体、核纤层分解，核被膜破裂等，其中核DNA断解成片段是细胞凋亡的主要特征之一。
细胞死亡类型的区分和作用
细胞死亡类型的区分和作用细胞死亡是组织发育和生理功能的重要组成部分，它涉及到身体内数以亿计的细胞。
在细胞死亡的实践中，研究表明存在着多种细胞死亡类型，包括程序性细胞死亡（如凋亡）和非程序性细胞死亡（如坏死）。
本文将探讨细胞死亡的类型、区分和作用。
Ⅰ. 程序性细胞死亡程序性细胞死亡是一个完全设计好的过程，由于不断精细的调控使得这个过程在发生和结束都非常利于生物体。
凋亡是程序性细胞死亡的一种，用于组织去除在发育、维修和生长中不需要的细胞。
它包括一系列的代谢和结构变化，包括细胞收缩、细胞核碎裂、胞浆状结构紧缩和头部涂层破裂等。
凋亡产生的细胞内的尸体被周围的细胞和吞噬细胞清除。
Ⅱ. 非程序性细胞死亡非程序性细胞死亡包括坏死等。
坏死是一种机体不可控制的死亡类型，通常是由于突发事故或由于细胞内或细胞外因素引起的变化。
坏死通常伴随着细胞内部结构的破坏和溢出细胞内的物质，这可能会引起周围组织的炎症反应，甚至引起广泛的细胞死亡，从而造成器官或组织功能的完全或部分丧失。
Ⅲ. 区分细胞死亡类型为了正确诊断并预测病理过程，必须对细胞死亡类型进行鉴定。
这需要从不同角度进行观察和检测。
比如，可以从细胞结构、形态、细胞信号等方面入手分辨死亡类型。
Ⅳ. 细胞死亡的作用细胞死亡在身体中发挥着重要的作用。
凋亡可以通过调节细胞数量和位置来控制组织的发育和维护。
它在胚胎发育、免疫和生殖系统中也起着重要的作用。
坏死虽然是一种非常不良的生理过程，但也有其必要性。
例如，当病毒、细胞损伤或毒性物质侵入时，坏死会排除某些外来物质，从而有助于组织修复和再生。
总之，虽然细胞死亡被视为细胞激活和保护的负面影响，但它对生物体的发育、生理和免疫功能具有非常重要的作用。
在病理许多情况下，如肿瘤、心脏病、炎症等，细胞死亡的处理和研究已经成为未来医学领域的重要探讨之一。
细胞死亡的分类及特点
细胞死亡的分类及特点
细胞死亡分为两种：
1. 凋亡：这是一种受调节性的细胞死亡，能够被遗传物质决定，它受细胞外信号调控，发生在当细胞受到生化腐蚀、坏死、感染、破裂或脱离细胞集落时。
它的特点是细胞不会爆裂，而是通过内分泌加速机制来准确的死去，这种死亡的过程伴随低酸性、坏死标志物的出现和不传染。
2. 溶酶体聚集死亡：也称为早期程序性细胞死亡，属于免疫性细胞死亡，当细胞受到机械、物理、毒性和免疫刺激麻痹时，会被华丽的非自愿死亡所摧毁，但是死亡的机制可以被保护，可以被分解和聚集。
在这种死亡的过程中，易发生细胞致死因子的释放，同时也伴随细胞爆裂、氧化应激、溶酶体聚集等特征的出现。
细胞死亡(cell death)
膜破裂，染色质碎片分散在的细胞浆中。 ③核溶解（ karyolysis）：由非特异性DNA酶和蛋白酶激 活分解核DNA和核蛋白所致，DNA失去碱性染料的亲和 力→色变淡，只能看到核的轮廓，继而染色质中残余蛋白 质被溶蛋白酶溶解→死亡细胞核在1-2天内将会完全消失。
间质的改变： 实质细胞坏死一段时间内，间质常无改变。
间质→基质崩解，胶原纤维肿胀→崩解断裂或液化。
最后坏死区表现为坏死的细胞和崩解的间质融合成
一片模糊的颗粒壮、无结构的红染物质。
上述形成学改变要在组织细胞死亡相当时间（2-10 小时）才出现，坏死早期，用肉眼乃至在电镜下也
不能确定组织、细胞坏死是与否，将这种失去生活 能力（坏死）的组织称为失活组织。是不可复的易 于细菌寄生感染，应切除。
好发器官：心、肝、肾、脾等
凝固性坏死的特殊类型： 干酪样坏死（caseous necrosis）原因：主要见于结核菌 引起的坏死→结核病特征性病变 病理变化： 肉眼：坏死组织含较多脂质（来自崩解的粒细胞和结核菌） 故呈黄色或白+微黄；腊质可阻抑溶解体酶的溶蛋白作用， 使坏死组织呈固体状，如奶酪，故称为干酪样坏死。 镜下：坏死组织彻底崩解，组织结构消失，坏死物为无定 形的颗粒状物质。是坏死更为彻底的凝固性坏死
（钙皂形成：脂肪酸+营养不良性钙化）
(3）、纤维素样坏死（fibrinoid necrosis) 又称纤维素样变性（fibrinoid degeneration）
a、部位：结缔组织及小血管壁 b、形态变化：病变处组织结构逐渐消失，变为一 堆境界不甚 清晰的细丝状、颗粒状、小条或小块状无结构物质，呈强嗜酸 性红染，状似纤维素（纤维蛋白），有时呈纤维素染色。
细胞的死亡类型
细胞的死亡类型在活组织中，单个细胞受其内在基因编程的调节，通过主动的生化过程而自杀死亡的现象，称程序化细胞死亡（programmed cell death PCD也称细胞凋亡(apoptosis). 早在1972年，Kerr等在研究青蛙尾巴退化时，发现了一种既不同于细胞衰老死亡又不同干坏死的细胞死亡方式，即细胞凋亡，并从形态学上详细描述了其特征。
然而直到近年来发现它的发生机制由基因调控，先与细胞识别和信号传递有关，才引起人们的重视。
细胞凋亡常为单个散在分布的细胞。
早期形态学改变为染色质固缩，常聚集于核膜呈境界分明的颗粒状或新月形小体，细胞浆浓缩。
继后胞核和细胞外形皱折，核裂解，质膜包绕其裂解碎片，细胞膜突出形成质膜小泡（即细胞“出泡”现象），脱落后形成凋亡小体其内可保留完整的细胞器和致密的染色质。
组织中的凋亡小体很快被巨噬细胞或邻近细胞摄取消化，因此不出现明显的炎细胞浸出。
细胞凋亡出现时核小体之间连接部双股螺旋断裂形成多个180～200bp的寡核苷酸碎片，在含溴化乙淀的琼脂糖凝胶电泳上呈典型的“梯状”条带。
这一过程是激活的钙离子依赖的核酸内切酶介导的。
尽管目前对细胞凋亡的研究逐渐深入，研究方法已从细胞水平进入分子水平，但对其本身相关的基因知之较少。
体内的细胞注定是要死亡的，有些死亡是生理性的，有些死亡则是病理性的，有关细胞死亡过程的研究，近年来已成为生物学、医学研究的一个热点，到目前为此，人们已经知道细胞的死亡起码有两种方式，即细胞坏死与细胞凋亡（apoptosis）。
细胞坏死是早已被认识到的一种细胞死亡方式，而细胞凋亡则是近年逐渐被认识的一种细胞死亡方式。
细胞凋亡是细胞的一种基本生物学现象，在多细胞生物去除不需要的或异常的细胞中起着必要的作用。
它在生物体的进化、内环境的稳定以及多个系统的发育中起着重要的作用。
细胞凋亡不仅是一种特殊的细胞死亡类型，而且具有重要的生物学意义及复杂的分子生物学机制。
细胞死亡的新形式——细胞焦亡
细胞死亡的新形式——细胞焦亡本综述由解螺旋学员三番丝广负责整理（2017年12月）细胞死亡是生命和功能的基本特征，它存在于许多重要的生物活动过程之中，包括生长发育，维持稳态以及发病机理等。
细胞死亡分为程序性细胞死亡和细胞坏死。
程序性细胞死亡中，包括凋亡、自噬、胀亡、凋亡性坏死及焦亡1。
焦亡实际上最早在1992年时就被发现了，但是当时并未认知到它是一种新型的细胞死亡方式。
直至2012年，国际细胞死亡命名委员会建议将pyroptosis定义为依赖于caspase-1的细胞死亡形式2。
焦亡是一种程序性细胞死亡的过程，但其特点又与其他程序性细胞死亡有区别。
包括：1、依赖于半胱天冬酶-1，4/5/11（caspase-1，4/5/11）的激活；2、形态特征：GSDMD-N蛋白使细胞膜出现直径1.1-2.4nm的微孔；3、细胞外液流入，细胞肿胀破裂，内容物释放（与凋亡形成凋亡小体不同），但其染色体DNA会裂解和细胞核固缩，但是没有单个核小体片段以及没有caspase作用底物的裂解例如PARP和ICAD（与凋亡相同）3。
但其作为程序性死亡的过程，却具有诱发进一步炎性反应的特征。
近期GSDMD-N蛋白功能的报道更新了焦亡的定义4。
焦亡的分子机制尚不甚明朗，但其可以大体分为经典细胞焦亡途径和非经典细胞焦亡途径5。
经典细胞焦亡途径由各种病原微生物诱发，其携带病原体相关分子模式（pathogen-associated molecular patterns，PAMPs），能被炎性小体中的Nod样受体（NLRs）或者AIM2样受体（ALRs）所识别6。
炎性小体是一个多蛋白复合物，包含多种蛋白结构域，包括上述的NLRs及ALRs。
此外，还包括ASC（apoptosis associated speck-like protein containing a CARD），以及末端的功能结构域pro- caspase17。
随后，caspase1活化成熟释放入胞质内，其有直接裂解GSDMD的作用，同样将其裂解为GSDMD-N端及GSDMD-C端，并释放IL-1 β和IL-185。
细胞凋亡的分类
细胞凋亡的分类
细胞凋亡是指细胞主动死亡的过程，其在生物体内起着重要的作用。
按照不同的分类方式，细胞凋亡可以分为以下几种类型：
1. 坏死性凋亡：此种凋亡一般由于外界因素（例如高温、辐射等）导致细胞死亡。
此时，细胞内的氧化物质和酶会逸出细胞，损伤周围细胞，造成二次伤害。
坏死性凋亡通常与炎症和组织坏死等病理过程有关。
2. 早期凋亡：此种凋亡是一种类似自杀的细胞死亡方式，通常发生在动物发育的早期。
在胚胎发育过程中，一些细胞会自发地死亡，并被周围细胞吞噬。
这种凋亡对于器官的发育和形态的塑造起到重要的作用。
3. 细胞周期性凋亡：此种凋亡通常发生在细胞周期的M期，即有丝分裂期。
在这个阶段，细胞发生分裂错误或染色体不对称等错误，导致细胞无法成功分裂，从而启动凋亡程序。
4. 免疫性凋亡：此种凋亡与免疫系统有关。
当机体识别到异常细胞时，会向其释放信号物质，引导其凋亡，以防止异常细胞的扩散和损伤。
5. 非程序性凋亡：此种凋亡是指自然死亡或病理性死亡，由于细胞的衰老、疾病等因素导致细胞死亡。
对于身体内的组织和器官，这种非程序性凋亡是不可避免的。
细胞凋亡的分类，对于研究细胞生物学和疾病发生机制等方面都具有重要的意义。
不同类型的凋亡方式，涉及到不同的细胞信号通路
和分子机制，因此，在针对不同类型的凋亡进行治疗时，也需要考虑到这些差异性。
细胞死亡的类型
形态学：线粒体小且膜密度高，没有DNA断裂，脂质发生过氧化 激活剂: Erastin 抑制剂：ferrostatin-1 铁死亡无法被坏死抑制剂、 Caspase抑制剂等阻断 由于脂质发生过氧化，因此 可被C11-BODIPY(581/591)识别
Erastin诱导铁死亡，线粒体变小，膜密度增高
细胞坏死的常用检测方法 1、形态学（细胞肿大） 2、DNA检测分析（DNA Ladder实验呈弥散状） 3、流式细胞技术（Annexin V和PI双标记）
由基因调控的自杀程序性主动死亡
特点是核固缩、DNA降解、不引起炎症、质膜不破裂、产 生凋亡小体等
常用检测方法
1、形态学（核固缩等） 2、DNA检测分析（DNA ladder法或TUNEL法） 3、凋亡相关基因检测（Caspase剪切等）
Dale E.B. et al., Nature,2006. Cell death in the nervous system
经典的细胞死亡类型：
坏死 凋亡 自噬性死亡
其他死亡类型
Immunogenic Cell Death Ferroptosis等
极端的物理、化学性损害因子或严重的病理性刺激（如 缺氧、营养不良等）导致的细胞被动死亡，是非正常死 亡。
细胞器膨胀变形
染色质随机降解
细胞膜发生渗漏
导致细胞内容物释放到胞外，从而引起炎症反应
程，因此一般发生时间较晚。
最早来自化疗药物促使肿瘤细胞死 亡后，激活免疫反应，导致肿瘤二 次死亡。 坏死的神经元释放内容物，引起炎 症反应，激活小胶质细胞等。 小胶质细胞过度激活释放的炎症因 子等将造成神经元的继发性死亡。 能检测到免疫性细胞坏死相关信号， 如HMGB1、RAGE和DAMP 等升高
细胞死亡的5种形式
细胞死亡的5种形式
1.凋亡：又称程序性死亡，是一种正常的死亡方式，通常表现为细胞
自我降解并消失，而不会造成周围细胞的损伤和炎症反应。
2.坏死：是细胞受到严重物理、化学或免疫损伤引起的一种非程序性
死亡，常表现为细胞膜破裂，细胞内容物泄漏。
3.自噬性死亡：是细胞内部一种特殊的程序性死亡方式，尤其在压力
和营养限制下，细胞通过自分解释放出养分成为细胞的生存变化。
4.丝裂原亚基依赖性细胞死亡：属于一种新的程序性，观察表明该类
死亡方式在免疫细胞、神经细胞、肾脏细胞等细胞中均具体表现出，会伴
随状迹发生的3个阶段：标准的细胞死亡表型、凋亡样表型和坏死样表型。
5.无乳酸性坏死：属于一种新的死亡方式，这种死亡方式与细胞的能
量代谢异常有关，是一类合成ATP且不产生乳酸的能量燃烧模式所引起的
细胞死亡。
细胞死亡的类型
细胞死亡的类型
细胞死亡是指细胞在某些状况下失去生命功能，不再执行正常生理功能而逐渐消失的过程。
细胞死亡可分为多种不同类型：
1. 坏死：是因为机体外部或内部原因导致的细胞死亡，如物理损伤、缺血、中毒等，坏死细胞通常会导致炎症反应。
2. 凋亡：是细胞自身程序性死亡的一种方式，凋亡细胞通常会被其他细胞吞噬，而不会导致炎症反应。
凋亡对维持正常组织的结构和功能非常重要。
3. 前凋亡：是凋亡前的一个状态，细胞在此状态下可以被保护和修复。
前凋亡是细胞死亡的防线，如果前凋亡失败，细胞就会进入凋亡状态。
4. 亡：是指细胞在凋亡过程中发生的自噬现象。
在细胞凋亡过程中，细胞会把自己的组织结构分解，并释放出杀死自己的物质，最终导致细胞死亡。
不同类型的细胞死亡对于机体的影响也不同，因此对于细胞死亡的研究非常重要，有助于更好地认识和治疗各种疾病。
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简述细胞的不同死亡方式及其基本概念
简述细胞的不同死亡方式及其基本概念细胞死亡是细胞生命的重要组成部分，它对于维持正常的生物体结构和功能至关重要。
细胞死亡通常可以分为凋亡（apoptosis）、坏死（necrosis）和自噬（autophagy）三种主要方式。
这三种死亡方式具有不同的形态学特征、信号通路以及生理功能。
1.凋亡（Apoptosis）凋亡是一种高度规则化的细胞死亡过程，它在正常生理状态下发挥着重要的生理功能，也在许多病理情况下发挥重要的作用。
凋亡的特征包括细胞体积缩小、细胞核染色质凝聚和细胞形态特征的改变，这些特征与坏死相比具有明显的差异。
凋亡通常可以通过两种主要的信号路径触发，即内源性途径（内在途径）和外源性途径（外在途径）。
内源性途径主要通过细胞内部的一系列信号通路来触发凋亡。
细胞内部的一些重要蛋白如Bcl-2家族蛋白、半胱氨酸蛋白酶家族蛋白（Caspases）等在调控凋亡过程中发挥着重要作用。
例如，Bcl-2家族蛋白中的抑制凋亡成员可以抑制细胞凋亡，而促进凋亡成员可以促使细胞进入凋亡状态。
另外，Caspases蛋白酶家族在凋亡信号通路中具有重要的功能，它可以调控细胞内的一系列的蛋白质酶解作用，导致细胞核酸和蛋白质的降解，进而导致细胞死亡。
外源性途径主要通过细胞外部的信号分子来触发凋亡。
例如，细胞接收到细胞因子的信号，如TNF-α（肿瘤坏死因子α）、Fas配体等，会激活凋亡信号通路进而触发细胞死亡。
这些细胞因子通过与细胞表面受体结合，进而激活细胞内的蛋白激酶，进而触发细胞凋亡的信号通路。
凋亡在许多重要的生理和病理过程中发挥着重要的作用。
在正常发育和组织修复过程中，凋亡可以帮助维持细胞数目的平衡和优化组织结构。
而在病理情况下，凋亡异常也可能导致疾病的出现，如癌症、神经退行性疾病等。
2.坏死（Necrosis）坏死是一种被机体认为是非正常的细胞死亡方式。
坏死的特点是细胞体积膨胀、细胞形态特征的改变，细胞内部的蛋白质和核酸也会发生不可逆的破坏。
植物细胞死亡的类型
植物细胞死亡的类型
植物细胞死亡是植物生长发育过程中不可避免的现象，主要通过细胞凋亡和坏死两种方式进行。
其中，细胞凋亡通常是一种规范的程序性死亡，具有特定的形态和生化特征，同时能够保持周围细胞的完整性和功能性。
而细胞坏死则是一种非规范的死亡方式，通常是由于外部因素如病原体感染、物理损伤等引起的，具有明显的形态和生化特征，同时会对周围细胞造成不可逆的损伤和影响。
因此，在植物生长和发育过程中，细胞凋亡和坏死两种死亡方式的平衡和调节非常重要，能够影响植物的生长和适应环境的能力。
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细胞死亡与细胞生存的生命过程研究
细胞死亡与细胞生存的生命过程研究细胞死亡与细胞生存是细胞生命过程中的两个重要方面。
细胞死亡是自然选择的结果，细胞生存则提供了组织和器官的结构和功能。
研究细胞死亡和生存是细胞生物学的重要方向之一。
本文将探讨细胞死亡和细胞生存的生命过程，并介绍相关的研究进展。
一、细胞死亡的类型和机制根据细胞死亡的形式和机制，可以将其分为凋亡、坏死和受体介导的细胞死亡（apoptosis、necrosis和programmed cell death，PCD）三类。
凋亡是一种常见的正常细胞死亡方式，通常伴随着某些特征性改变，如细胞体积缩小、核染色质凝聚和封闭性核碎片形成等。
凋亡能够清除不需要的细胞，以维持正常的组织和器官结构和功能，是一种高度调节的死亡方式。
凋亡的触发方式非常复杂，可以是细胞受到外源性或内源性信号通路的激活，如DNA损伤、细胞因子和化学物质的作用等。
坏死是一种非调节性的细胞死亡方式，通常伴随着细胞体积膨胀、细胞膜破裂和炎症反应等。
坏死通常是由外伤、缺氧、低温等因素引起的。
因此，在正常情况下，坏死是不会自发发生的。
受体介导的细胞死亡是一种重要的程序性细胞死亡方式，由具有死亡受体的细胞启动。
这种死亡方式需要活化半胱氨酸蛋白酶（caspase），促进细胞膜破坏和核DNA裂解。
受体介导的细胞死亡是许多发育和免疫功能的调节过程中不可或缺的一环。
二、细胞生存的信号通路细胞生存的信号通路是一系列相互作用的信号通路，包括其强度和种类的调节机制。
主要的细胞生存信号通路为PI3K/AKT信号通路、MAPK信号通路等。
PI3K/AKT信号通路可以被许多生长因子和细胞外基质环境所激活，如神经生长因子、胰岛素样生长因子和血小板源性生长因子等。
激活PI3K/AKT信号通路可以促进细胞生长和增殖，同时抑制细胞凋亡。
MAPK信号通路是另一个重要的生存信号通路，它包括三个主要的分支：ERK、JNK和p38。
这些通路可以被细胞外刺激如生长因子、化学物质和低氧环境等所激活。
细胞凋亡途径和细胞死亡的种类及其影响
细胞凋亡途径和细胞死亡的种类及其影响细胞是生命体的最基础单位，细胞的生长、分化、增殖和死亡直接关系到生命系统的健康与发展。
细胞死亡是细胞生命的旋律，包括凋亡、坏死、自噬等类型，影响着我们的健康和身体的重要性。
本文将着重介绍细胞凋亡途径和细胞死亡的几种类型及其影响。
一、细胞凋亡途径细胞凋亡又叫做程序性细胞死亡，是一种被细胞主动或被身体内细胞信号机制控制的正常死亡方式，是非常重要的生物学现象。
细胞凋亡主要包含两种途径：1.外部途径：应激或死亡因子外信号通路涉及的凋亡受体介导的细胞凋亡，包括受体引导的凋亡途径（extrinsic pathway）。
2.内部途径：细胞内部的应激信号、结构和代谢崩溃的靶向性，包括线粒体引导的凋亡途径（intrinsic pathway）。
外部途径的主要调节因子是CASP6、8、7等胱天蛋白酶，内部途径调节因子为线粒体的缺氧、DNA损伤、ER压力等。
二、细胞死亡的种类细胞死亡按照不同因素可以划分为多种类型，包括：1. 凋亡：细胞凋亡通常是由机体本身控制和调整的，是一种典型的正常生理死亡。
细胞凋亡产生的原因十分复杂，其中包括基因表达水平的改变、细胞自身的结构和功能上的异常和损伤，也可能是身体内细胞信号机制的控制和调整。
2. 坏死：细胞坏死是一种非正常的死亡形式，通常是由于外在条件、病理因素或受伤等原因导致细胞完全死亡，使细胞内部成分向外泄露，对身体产生一定的危害。
坏死的特点是细胞溶解，容易引发炎症，对周围组织产生明显的危害。
3. 自噬：细胞自噬是细胞内的一种主动调节和保护性机制，可在面临内在或外在应激时激活，将糖、蛋白质等分解成基础元素并排出细胞，起到清理细胞内部垃圾和维持细胞内稳定的作用。
但是，当自噬变得过于活跃时，它有可能成为疾病细胞存活和增殖的保护机制，并可能导致人类某些疾病的发展。
三、细胞死亡的影响1. 正常生理死亡：细胞凋亡是机体中自然的死亡方式，细胞凋亡的过程是由原细胞分解成细胞碎片，细胞内分子向相应的胞吞嗜食细胞的器官中混合，不会对本身的正常生理机能产生太大的负面影响。
超低温保存造成的细胞死亡类型
超低温保存造成的细胞死亡类型摘要：超低温保存造成的细胞死亡主要有以下三种类型: 细胞破裂(与冰晶生成有关)、细胞坏死和细胞凋亡。
超低温保存造成的细胞死亡主要有以下三种类型: 细胞破裂(与冰晶生成有关)、细胞坏死和细胞凋亡。
部分研究发现, 超低温保存造成的细胞死亡具有迟发性, 进一步研究迟发性死亡的背后机制显示, 这种死亡主要是由细胞坏死和细胞凋亡这两种途径所造成的。
其中, 区别于细胞坏死的被动过程, 细胞凋亡作为一种与能量相关的, 由基因控制的细胞自主、有序的死亡方式, 得到了超低温保存机制研究者的广泛关注。
细胞凋亡通常会采用半胱氨酸蛋白酶活力、磷脂酰丝氨酸的外化、线粒体膜电位的改变和DNA片段化等参数进行检测。
Paasch等比较了超低温保存对人类精子细胞凋亡参数的影响, 发现超低温保存后, 半胱氨酸蛋白酶-3、-8和-9的活性显著上升, 线粒体膜电位下降, 但DNA片段不存在显著变化。
Martin等同样在超低温保存后的牛精子中发现线粒体膜电位的降低、半胱氨酸蛋白酶活性和细胞膜通透性升高等现象, 并检测到了细胞色素C和凋亡诱导因子这两种伴随细胞凋亡的蛋白的产生, 但没有发现DNA片段化和细胞核浓缩的显著变化。
Vogel通过免疫印迹技术比较了人类真皮的成纤维细胞中线粒体蛋白质Bcl-XL和Bax的比值(这两种蛋白的比值代表了细胞凋亡正向和负向的比例), 发现在超低温保存复温后比值略有升高, 在之后的6 h和12 h显著上升, 直到24 h才恢复到与对照相当的水平。
Liu等在比较超低温保存前后的小鼠卵巢卵泡的基因组时, 发现超低温保存诱导了凋亡基因Fas和Fas配体的表达。
Park等同样证明了冻融过程引起了牛囊胚细胞中与凋亡相关的生存素、Fas、热休克蛋白70和半胱氨酸蛋白酶-3基因表达量的增加。
以上研究在证明超低温保存与细胞凋亡的相关性之外, 也为如何减轻或消除细胞凋亡的影响指明了道路。
半胱氨酸蛋白酶抑制剂已被证明在猪肝细胞超低温保存中降低了半胱氨酸蛋白酶-3的活性、减少线粒体中细胞色素C的释放, 减慢线粒体膜电位的下降速度, 并使肝细胞活力的功能指标—白蛋白产量、地西泮的代谢和尿素产量显著增加。
细胞死亡：坏死和凋亡
*概念：蛋白质变性凝固且溶酶体酶水解作用较弱 时，坏死区呈灰白、干燥、质实的凝固状。
*好发情况：心肌、脾、肾等器官的缺血性坏死。 *大体病变：灰白／灰黄色、干燥、质硬；因充血
出血带的存在，使坏死组织与正常组织分界清晰。 *镜下病变：坏死区细胞结构消失，但细胞的外形
和组织轮廓可保存一段时期。
特点
病变明显累及肌肉，并易沿肌束蔓延。 有奇臭、全身感染中毒症状严重，死亡率高。
*脂肪坏死(fatty necrosis)：
– 液化性坏死的一种特殊类型，主要有酶解性 和外伤性两种。
– 前者见于急性胰腺炎，胰液外溢，并被激活 而使胰腺自身消化和胰周脂肪组织分解液化；
– 后者见于乳腺外伤，脂肪细胞破裂，脂肪外 溢的坏死。
肉眼：淡黄色、均匀细腻、质实，似奶酪 镜下：红染无结构颗粒状物
*坏疽(gangrene)
概念：继发有腐败菌感染的大块组织坏死。 好发部位：肢体或与外界相通的内脏。 分类：
干性坏疽 湿性坏疽 气性坏疽
干性坏疽：
好发部位：肢体，特别是下肢 常见病因：动脉粥样硬化、血栓闭塞性脉管炎、
冻伤等。 发生条件：供血动脉阻塞、静脉回流仍通畅 肉眼观：坏死组织干燥、皱缩且呈黑色
细胞死亡
• 概念：细胞受到严重损伤累及细胞核时， 细胞代谢停止、结构破坏、功能丧失，发 生不可逆性的变化即细胞死亡。 坏死（necrosis）
• 分类 凋亡（apoptosis）
坏死
• 概念：活体内局部组织、细胞的死亡。 • 原因：多种致损伤的因子引起的退行性的
病理现象。 • 特点：坏死组织和细胞可引起周围组织的
图注：小动脉壁结构消失呈强嗜酸性无结构物，状似纤维素， 实为组织坏死，称纤维素样坏死。本例为恶性高血压病的肾 脏小动脉。
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博士生资格考试综述（2005年10月24日）细胞死亡的分类吕冰峰北京大学基础医学院免疫学系分子免疫实验室北京大学人类疾病基因研究中心摘要：细胞死亡是多细胞生物生命过程中重要的生理或病理现象。
细胞死亡有很多种，基于不同的分类标准，其分类结果也不一样。
细胞死亡有程序性和非程序性之分，后者即坏死。
程序性细胞死亡按其发生机制不同可以分为凋亡、自吞噬性程序性细胞死亡、Paraptosis、细胞有丝分裂灾难、胀亡等。
也有很多学者按照死亡时细胞的形态特征进行分类：按照细胞核形态可以分为凋亡、凋亡样程序性细胞死亡、坏死样程序性细胞死亡和坏死；按照Clarke形态学分类，程序性细胞死亡分为I、II、III类。
形态学分类与机制分类有很大的重叠，我们总结了它们的对应关系。
关键词：程序性细胞死亡，凋亡，自吞噬，Paraptosis，细胞有丝分裂灾难，胀亡，坏死一、前言多细胞生物的发育及生存依赖于其细胞分裂增殖和死亡之间的平衡，一旦这种平衡被打破，就会发生胚胎发育异常、退行性疾病以及癌症等。
所以在进化过程中，多细胞生物逐渐拥有了复杂而精密的调节机制维持这种平衡。
细胞的死亡形式多种多样，在过去的150年其分类主要基于形态学[1]。
而在最近的30年里，由于死亡分子机制方面的研究取得长足进步，使得死亡的分类更加科学化。
但是，由于认识的局限性，细胞死亡分类的现状是形态和机制并存，甚至给人一种混乱的感觉，本文将对现有的细胞死亡分类加以综述，并尽量将形态学分类与机制分类联系起来。
二、非程序性细胞死亡程序性细胞死亡的共同点在于它们是细胞主动的死亡过程，能够被细胞信号转导的抑制剂阻断，而非程序性细胞死亡则是细胞被动的死亡过程，不能被细胞信号转导的抑制剂阻断[2]。
非程序性细胞死亡即坏死，是指细胞在受到环境中的物理或化学刺激时所发生的细胞被动死亡[3]。
其主要形态学特点是胞膜的破坏，细胞及细胞器水肿（胞浆泡化），但染色质不发生凝集。
细胞死亡后，细胞内容物及前炎症因子释放，趋化炎症细胞浸润引起炎症，以去除有害因素及坏死细胞并进行组织重建。
哈佛大学医学院的袁均英教授和她的研究小组通过高通量的筛选，找到了一种化学小分子Necrostatin-1，能够抑制Fas/TNFR引起的坏死。
该分子能专一性地阻断细胞坏死，但对凋亡没有抑制作用，这种死亡方式被他们命名为Necroptosis[4]。
他们的研究还指出，坏死也能由细胞信号通路介导。
所以说，坏死不都是非程序性的，很多信号通路介导坏死的发生，其原因可能是由于认识的局限性，很多和坏死形态相似的死亡被误认为是坏死，因此应该把传统意义的坏死分为两类，即坏死和坏死样程序性细胞死亡[5]。
三、程序性细胞死亡程序性细胞死亡的分类方式大致有两种，即基于死亡机制的分类和基于形态学的分类。
基于机制可以将程序性细胞死亡分为两大类：Caspase依赖的和Caspase 非依赖的。
前者即典型的凋亡，后者包括自吞噬性程序性细胞死亡、Paraptosis、细胞有丝分裂灾难、胀亡等。
基于形态学的分类又有两种：一种将程序性细胞死亡分为凋亡、凋亡样程序性细胞死亡和坏死样程序性细胞死亡；另一种则分为I 类、II类和III类程序性细胞死亡。
（一）基于机制的程序性细胞死亡分类1. 凋亡1972年Kerr从形态学的角度描述了细胞的生理死亡，并将其命名为凋亡[6]。
凋亡的形态学特征为染色质凝集、边缘化，细胞皱缩，细胞膜内侧的磷脂酰丝氨酸外翻，细胞出泡形成凋亡小体。
细胞凋亡受到一系列相关基因的严格调控。
根据凋亡信号的来源可以将细胞凋亡信号转导通路分成两条：外源性通路（死亡受体通路）和内源性通路（线粒体通路）[7]。
两条信号通路汇集于下游的效应Caspase。
效应Caspase在细胞凋亡的执行阶段能够直接引起重要蛋白质的降解和核酸酶的激活并最终导致细胞凋亡。
也有一些凋亡不依赖于Caspase，而是通过AIF等分子发挥效应，其形态学变化属于凋亡样程序性细胞死亡。
2. 自吞噬性程序性细胞死亡1966年Duve和Wattiaux在发现溶酶体的同时发现了细胞的自吞噬现象[8]，1977年Mortimore和Schworer发现肝细胞在处于饥饿状态时，自吞噬对其维持自身的稳态发挥着至关重要的作用[9]。
自吞噬细胞形态学上最主要的特征是细胞内出现大量泡状结构，即双层膜自吞噬泡，吞噬泡内为胞质及细胞器。
调控自吞噬的细胞转导信号有很多，其中相对比较清楚的是PI3K和mTOR。
PI3K对于早期吞噬泡的形成至关重要，而mTOR则对吞噬泡的形成及成熟起抑制作用[10]。
另外已知有十数种ATG分子参与了吞噬泡的形成。
当细胞处于氨基酸饥饿、营养缺乏或生长因子去除时，细胞的mTOR就会受到抑制，从而发生自吞噬。
自吞噬是细胞在处于恶劣环境时的一种生存机制，但持续的自吞噬会导致程序性细胞死亡[5]。
3. Paraptosis2000年Sperandio等在293T细胞系中超表达胰岛素样生长因子1受体（IGFIR）时发现一种与经典凋亡不同的死亡表型，并定义为Paraptosis[11]。
Paraptosis的形态学特征是细胞浆空泡化，线粒体和内质网肿胀，但没有核固缩现象。
现在Paraptosis的文献报道比较少，其机制有待于进一步深入研究。
高剂量的IGF或胰岛素等营养因子可以通过IGFIR活化MAPK/ERK以及JNK通路引起Paraptosis的发生，并且可以被AIP1/Alix特异性地抑制[12]。
我们实验室的王莺博士发现TNF 受体超家族成员TAJ/TROY也可以诱导Paraptosis，并且可以被PDCD5加强[13]。
4. 细胞有丝分裂灾难1989年，Lisa Molz等发现在酵母的一种对热敏感的突变株中，细胞分裂时染色体分离发生异常[14]。
相应的一些学者便把这种在DNA发生损害时，细胞无法进行完全的分裂从而导致四倍体或多倍体的现象称为细胞有丝分裂灾难[15]。
对于细胞有死分裂灾难的形态学特点描述并不是很完全，但主要是巨细胞的形成，内有多个小核，染色质凝聚[16]。
有丝分裂灾难和凋亡的染色体固缩是否一样，现在看法并不一致。
DNA发生损害时，如果细胞不能有效地阻断其细胞周期的进行，会导致染色体的异常分离，这些非正常分裂的细胞在下一轮有丝分裂中会继续导致细胞多倍体的形成从而成为癌变的基础。
而细胞有丝分裂灾难作为一种死亡机制可以使这种非正常分裂的细胞死亡。
细胞有丝分裂灾难由多种分子调控，如CDK1，P53及Survivin等，其死亡信号传递有很大一部分与凋亡相重叠[17]。
5. 胀亡1910年，von Reckling-hausen在骨软化病中发现由于缺血而肿胀坏死的骨细胞，他把这种肿胀坏死叫做Oncosis。
1995年Majno和Joris为与凋亡相区别，重新引入了Oncosis的概念[18]，把具有明显肿胀特点的细胞死亡命名为Oncosis，中文一般翻译为胀亡。
胀亡的形态学特征是细胞肿胀，体积增大，胞浆空泡化，肿胀波及细胞核、内质网、线粒体等胞内结构，胞膜起泡，细胞膜完整性破坏[19]。
胀亡细胞周围有明显炎症反应。
对于胀亡发生的机制现有的文献阐述较少，有研究者认为胀亡只是坏死前的一个被动性死亡阶段[18]。
但是近年来的研究更倾向于胀亡是一个程序性的死亡方式，如抗Porimin的单抗可以引起Jurkat细胞的胀亡；解偶联蛋白高表达的组织或细胞易发生胀亡，其原因是这些细胞缺乏ATP，故其膜上的离子泵功能丧失从而导致胀亡，而抑制解偶联蛋白可以抵抗胀亡却不能抵抗凋亡，提示胀亡可能有与凋亡不同的死亡机制[20]。
（二）基于形态的程序性细胞死亡分类1. 基于细胞核改变的分类细胞核在细胞死亡时变化比较明显，所以很多人以此为标准将细胞死亡分为凋亡、凋亡样程序性细胞死亡、坏死样程序性细胞死亡和坏死，其中前三种是程序性细胞死亡，坏死是非程序性细胞死亡。
如前所述，凋亡细胞核的特点是染色质凝聚，成球状或半月状。
其它的形态学变化还有磷脂酰丝氨酸外翻、细胞皱缩、凋亡小体形成等。
凋亡一般都会伴有Caspase尤其是Caspase3的活化。
凋亡样程序性细胞死亡核的特征是染色质凝聚的程度较低，比凋亡细胞的染色体疏松一些，同时可以有凋亡细胞其它方面的形态学的变化，多数文献中描述的Caspase非依赖的凋亡归于此类。
坏死样程序性细胞死亡一般无染色质的凝聚或者只有疏松的点状分布，一些特殊的Caspase非依赖的死亡归于此类[21]。
线粒体在细胞死亡中扮演着核心角色，其所释放的促进细胞死亡的分子大致有三类。
第一类是细胞色素C，它与胞浆里的Apaf-1，ATP和Caspase-9前体分子形成Apoptosome，引起Caspase-9的激活，进而激活Caspase-3，引起典型的凋亡[22]。
第二类是超氧自由基，可以使细胞发生坏死样程序性细胞死亡，且此效应剂可以被抗氧化剂所拮抗[23]。
第三类是AIF，AIF可以切割染色体产生大的DNA片段（约50kB），而Caspase激活的DNA酶切割DNA产生的片段则很小（几十个碱基对），二者对细胞核形态的影响也不相同。
AIF可以使细胞发生凋亡样程序性细胞死亡[24]。
2. Clarke分类1990年Clarke等补充了Schweichel和Merker对于细胞死亡的分类，将程序性细胞死亡分为I类、II类和III类[25]，至今仍被广泛引用。
I类程序性细胞死亡即是凋亡，形态学特征如上所述，这类死亡一般没有溶酶体的参与，且死后会被吞噬细胞所吞噬[26]。
II类程序性细胞死亡即是自吞噬性程序性死亡，如上所述，其主要的形态学特征是自吞噬泡的形成，自吞噬泡和溶酶体融合后被消化，而细胞残骸会被吞噬细胞吞噬。
III类程序性细胞死亡即是坏死样程序性细胞死亡，其主要的形态学特征是各种细胞器的肿胀、胞膜的破坏等，这类细胞死亡没有溶酶体的参与。
III类程序性细胞死亡又分为两个亚类IIIA和IIIB，其中IIIB亚类胞膜破坏比较轻微，各类细胞器的肿胀表现比较明显，而且死亡后会被吞噬细胞吞噬[25]。
上述两种分类方法都涉及坏死性程序性细胞死亡，但是两种方法所关注的形态学特征却并不一致。
Clarke分类中的II类程序性细胞死亡如果按照细胞核形态分类应该属于坏死样程序性细胞死亡，因为它没有发生染色质凝聚[27]。
（三）形态学分类与机制分类的关系上述程序性细胞死亡分类似乎有些复杂，因为形态学分类与机制分类具有很大的重叠；所以，如果能够将二者联系起来，找出它们的对应关系，将有利于我们对于细胞死亡的理解（见表一）。
1、机制分类中的凋亡按核形态分类属于凋亡或凋亡样程序性细胞死亡；Clarke分类属于I型程序性细胞死亡。
2、机制分类中的自吞噬性程序性细胞死亡按核形态分类应该属于坏死样程序性细胞死亡，因为其没有明显的染色质凝聚；Clarke分类属于II型程序性细胞死亡。