Cell：细胞程序性死亡（三）

　　

生物通报道  11月11日出版的《细胞》（Cell）杂志刊登了洛克菲勒大学细胞凋亡及癌症生物学实验室主任Hermann Steller与另外一位科学家Yaron Fuchs撰写的综述性文章：Programmed Cell Death in Animal Development and Disease。

在这篇文章中，作者对细胞程序性死亡研究领域的历史发展进行了简短的概述，总结了在动物发育过程中PCD的调控作用及模式。讨论了凋亡相关蛋白的功能及调控机制，综述了这些蛋白在细胞分化和组织重塑等不同发育过程中的功能。最后，作者还就近年来越来越多关于凋亡、干细胞与癌症关联性的研究进行了探讨。

接上文Cell：细胞程序性死亡（二）

PCD 的生理作用

PCD作为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发挥重要的作用。这一过程调控异常与免疫性疾病和发育障碍、神经推行性病变和癌症等多种人类疾病密切相关。因而，程序性细胞死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。

结构及形态形成

PCD在器官发生和组织重塑中发挥至关重要的作用。其中众所周知的就是高等脊椎动物中手指（脚趾）的形成。在胚胎发育期间借助于指间的细胞凋亡，我们才有了手指而不是鸭蹼。凋亡是形成四肢的主要细胞死亡机制，在小鼠中促凋亡基因的失活可部分地保留趾间组织。在果蝇中，凋亡对腿关节的形成以及分节形态发育起关键性的作用。

清除结构

在发育的过程中，机体借助于PCD清除掉那些不再需要的，发挥过渡功能的结构。其中包括进化残留物、单性别中需要或仅短暂发挥功能的结构。

调控细胞数目

发育中的组织和器官主要依赖于细胞分裂和PCD之间的动态平衡以维持适当的细胞数目。大多数的器官，例如神经细胞、免疫系统和生殖系统均借助于PCD清除过度生成的细胞。在女性体内，借助PCD可清除掉近80%的卵母细胞。在哺乳动物中枢神经系统超过一半的神经元通过PCD清除。对有限存活信号的竞争确保了组织中不同细胞类型的适当比例。相同的竞争也存在于以不同速率增殖的细胞间。分裂较慢的细胞就会被快速分裂的细胞淘汰。细胞竞争被认为促成了生长平衡，对正常发育过程中可能存在的变异进行调整，挑选出有利于器官功能的最适合的细胞。

清除潜在的危险细胞

PCD还可在发育阶段和成人后的生命过程中发挥保护作用清除异常及潜在危险的细胞。

下接：Cell：细胞程序性死亡（四）

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Programmed Cell Death in Animal Development and Disease

Programmed cell death (PCD) plays a fundamental role in animal development and tissue homeostasis. Abnormal regulation of this process is associated with a wide variety of human diseases, including immunological and developmental disorders, neurodegeneration, and cancer. Here, we provide a brief historical overview of the field and reflect on the regulation, roles, and modes of PCD during animal development. We also discuss the function and regulation of apoptotic proteins, including caspases, the key executioners of apoptosis, and review the nonlethal functions of these proteins in diverse developmental processes, such as cell differentiation and tissue remodeling. Finally, we explore a growing body of work about the connections between apoptosis, stem cells, and cancer, focusing on how apoptotic cells release a variety of signals to communicate with their cellular environment, including factors that promote cell division, tissue regeneration, and wound healing.