细胞凋亡的形态学与生物化学变化

1. 形态学变化

在细胞凋亡的过程中，观察到的形态学变化是多阶段的，通常涉及到单个细胞，且即便是少量细胞的凋亡也是非同步的。首先，细胞体积会缩小，细胞间连接消失，与周围细胞分离。接下来，细胞质的密度增加，线粒体的膜电位消失，膜的通透性发生改变，导致细胞色素C释放到胞浆中。核质浓缩现象随之而来，核膜和核仁出现破碎，DNA随之降解，生成约180bp-200bp的片段。此外，细胞膜会逐渐形成小泡，膜内侧的磷脂酰丝氨酸外翻到膜的表面，尽管细胞膜结构仍然保持完整，最终会将凋亡细胞遗骸分割为多个凋亡小体，从而避免内容物外泄而引起周围的炎症反应。这些凋亡小体能迅速被周围的专业或非专业吞噬细胞所吞噬。

2. 生物化学变化

2.1 DNA的片段化

细胞凋亡的一个显著特征是细胞染色体DNA的降解，这是一个普遍现象。凋亡过程中，这种降解是高度特异且有规律的，所产生的不同长度的DNA片段恰好是约180-200bp的整倍数，这与缠绕组蛋白寡聚体的长度相匹配。这表明染色体DNA主要是在核小体与核小体之间的连接部位被切断，生成不同长度的寡聚核小体片段。实验结果表明，这种有控的DNA降解是内源性核酸内切酶作用的结果，该酶特意在核小体连接位置切断染色体DNA，并在琼脂糖凝胶电泳中表现出特征性的梯状Ladder图谱，与之相对，坏死则表现为弥漫的连续图谱。

2.2 大分子合成

细胞凋亡的生化变化不仅仅限于DNA的有控降解，过程中往往还伴随着新的基因表达及某些生物大分子的合成，这些作为调控因子的分子在细胞凋亡中发挥重要作用。例如，在我们实验室的研究中发现，TFAR-19这种分子在细胞凋亡时表现出高度的表达。此外，在糖皮质激素诱导小鼠胸腺细胞凋亡的过程中，添加RNA合成抑制剂或蛋白质合成抑制剂能够有效抑制细胞凋亡的发生。这些发现突显了细胞凋亡过程中的复杂性，也进一步验证了生物大分子在这其中的关键作用。

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