细胞凋亡(apoptosis)是由基因控制的细胞自主地有序死亡,又称程序性细胞死亡,是一种消灭不需要的和损害的细胞的生命调控过程。凋亡细胞形成凋亡小体很快被临近的细胞所吞噬,其特点是不引起炎症反应。机体以牺牲少部分细胞为代价换取整体的生存与稳定。急性胰腺炎(acutepancreatitis,AP)的发病机制尚未完全清楚,激活的胰蛋白酶对胰腺实质的自身消化是AP发生的重要病理过程。近年来,人们已注意到急性水肿型胰腺炎的胰腺中存在着较多的凋亡细胞,而急性坏死型胰腺炎(acutenecrotizingpancreatitis,ANP)却很少出现凋亡细胞。这就提示细胞凋亡在AP的发生和发展过程中起着一定作用。
一、细胞凋亡的概念和检测方法
细胞凋亡在生命过程中具有重要的生物学意义,它严格控制着细胞死亡和增殖的平衡。细胞凋亡的产生大体是细胞表面分子接受到诱导因子刺激后将信号传入细胞内部,触发了细胞内部的遗传机制,激活了核酸内切酶,使细胞染色质DNA降解。核酸内切酶的活性依赖细胞内高浓度的钙离子,钙离子达到最高水平的时间需要30~90min,细胞内钙离子浓度的升高是细胞发生调亡的一个重要条件。细胞凋亡过程中有一系列特征性的形态学、生物化学、细胞学及分子生物学方面的改变。其中最重要的特征之一就是凋亡细胞染色体基因组的片段化,是由依赖钙离子的核酸内切酶催化的,这种核酸内切酶的性质尚不清楚,但作用是十分肯定的。核酸内切酶将核小体间的连接部位切割成单链DNA片段,这种DNA片段的断裂不是随机的,而是185bp的倍数,这种片段化在琼脂糖电泳中表现为特殊的云梯状带型,据此可初步确定细胞凋亡的存在。细胞凋亡时染色体DNA会产生单链切口,因此设计了原位切口翻译及标记技术。凋亡细胞的细胞膜通透性增加,小分子DNA片段丢失,可用流式细胞术技术检测。
1.形态学上的改变:胰腺炎时的胰腺凋亡细胞主要表现为有完整的细胞膜、胞核固缩、凋亡小体形成,线粒体和酶原颗粒完整。由于核小体DNA破裂成碎片,同焦点激光扫描显微镜观察到各种各样的三维结构。
2.端口标记检测(t**hosphate-biotinnick-endlabeling,TUNEL):TUNEL广泛用于检测DNA碎片片段,该方法具有操作简单、结果特异性强、重复性好,特别对于低水平凋亡检测更敏感。kimura等用切除双侧肾上腺的大鼠诱导胰腺炎,采用半薄及超薄结构模式实施TUNEL和同焦点激光扫描显微镜检查,细胞凋亡的阳性结果是一致的。但在结扎胰胆管的模型中用TUNEL检测不出凋亡细胞,说明不同方式诱导出的胰腺炎模型对检测结果有影响。
3.流式细胞术(flowcytometry);发生凋亡的细胞在细胞学上有一系列特征性改变,所有这些有别于坏死等其它类型细胞死亡的特征都能利用流式细胞术技术进行研究,该技术即能为细胞是否发生凋亡提供客观依据,还能对细胞凋亡进行定量分析,因此它是研究影响细胞凋亡因素及作用机制的一种简单可行的方法。