综述:解码差异:凋亡诱导增殖与代偿增殖如何区分?

【字体: 时间:2025年07月12日 来源:Cell Communication and Signaling 8.2

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  这篇综述深入解析了代偿增殖(CP)和凋亡诱导增殖(AiP)的异同,揭示了二者在组织稳态维持和损伤修复中的独特机制。文章特别强调CP通过存活细胞自主响应组织损失,而AiP依赖凋亡/未死亡(undead)细胞释放Wnt/Hh/PGE2等信号,对癌症治疗策略具有重要启示。

  

解码细胞增殖的二元机制

在生命科学领域,组织损伤后的再生过程始终充满谜题。两种特殊的细胞增殖模式——代偿增殖(Compensatory Proliferation, CP)和凋亡诱导增殖(Apoptosis-induced Proliferation, AiP),构成了生物体应对组织损失的核心机制。虽然二者都促进组织修复,但其启动方式和分子机制存在本质差异。

代偿增殖:存活细胞的自主响应

CP展现出惊人的启动灵活性。这种机制不依赖细胞死亡信号,存活细胞能直接感知组织力学变化、细胞接触缺失或系统性因子来触发增殖。在经典的肝再生模型中,部分肝切除术后,剩余肝细胞通过CP完美重建肝脏质量,整个过程几乎不涉及凋亡。果蝇翅盘实验同样证明,即使X射线消灭半数细胞,存活细胞仍能精确调控增殖使器官恢复原貌。

CP的核心在于多种生长因子通路的协同作用。果蝇系统中,Wingless(Wg)、Decapentaplegic(Dpp)等生长因子同源物(分别对应哺乳动物Wnt和BMP)形成复杂的调控网络。这种多通路保障体系使CP成为组织稳态最可靠的守护者——无论损伤来自机械创伤、化学毒害还是辐射,存活细胞总能启动恰当的增殖程序。

凋亡诱导增殖:死亡细胞的"生命馈赠"

AiP则展现了细胞凋亡的"阴阳两面性"。当凋亡启动后,半胱天冬酶(caspase)不仅执行死亡程序,还激活Wnt、Hedgehog(Hh)和前列腺素E2(PGE2)等促增殖信号。果蝇翅盘研究中,起始型半胱天冬酶Dronc的激活既能引发细胞凋亡,又能刺激周边细胞分裂,完美诠释了"向死而生"的生物学哲学。

AiP存在两种特殊模型:"真实"AiP中凋亡细胞完成死亡过程但仍分泌有丝分裂信号;"未死亡"(undead)模型中,效应半胱天冬酶被抑制使细胞处于"将死未死"状态,持续释放促增殖因子。后者常导致组织过度生长,与肿瘤发生机制惊人相似。

癌症治疗的双刃剑

放射治疗中观察到的现象令人警醒:凋亡的肿瘤细胞通过AiP机制分泌PGE2,反而刺激残余癌细胞增殖。某些肿瘤细胞更发展出类似undead细胞的特性,使本应清除癌细胞的凋亡信号,反常地促进肿瘤进展和治疗抵抗。这种"凤凰涅槃"现象为癌症治疗策略提供了新思路——或许需要同时阻断凋亡细胞的促增殖信号,才能彻底消灭肿瘤。

机制辨析的关键维度

区分CP与AiP的核心在于信号起源:

  • CP由存活细胞自主启动,响应方式直接而多元

  • AiP依赖凋亡信号级联,通过半胱天冬酶的双重功能实现

  • Undead细胞虽非典型凋亡,但仍归类于AiP范畴

这种区分对基础研究和临床实践都至关重要。在组织工程领域,激活CP可能促进安全再生;而在抗癌治疗中,抑制AiP相关通路或许能预防肿瘤复发。生命体通过这些精妙的机制平衡着死亡与新生,而科学界才刚刚开始解读这部用分子语言写就的"生死之书"。

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