神经系统中的凋亡

　　人们对神经系统中的凋亡，特别是对凋亡与神经系统疾病的关系认识较晚〔1〕。近年发现，细胞凋亡不仅发生于胚胎发生和正常发育过程中，而且也出现于病理情况下。在神经系统，肿瘤、癫痫、缺血、外伤以及Alzheimer病、巴金森病、肌萎缩性侧索硬化等神经退行性变时均有细胞凋亡的参与，探究其分子和遗传学机制，可使人们从一种全新的角度认识神经系统疾病的发生机理和防治策略。本文对凋亡进行一般性概述后对近年有关神经系统中凋亡的研究进展做一综述。

　　1　凋亡概念、鉴定指标及基因调控

　　1.1　凋亡概念　细胞有两种死亡途径，即凋亡和坏死。凋亡是一种能量依赖性的细胞自我销毁的主动过程。凋亡与有丝分裂功能相反，选择性清除无用细胞，保证组织细胞数量的稳定性。

　　1.2　凋亡的鉴定指标　①形态学标准，即典型的凋亡三阶段；②生物化学指标，即DNA链被特异性DNA内切酶在核小体间切断，形成含180～200碱基对或其倍数碱基对的DNA片断；③药理学指标，抑制某些相关大分子的翻译和转录能阻断凋亡，表明细胞必需生成一些新的蛋白质和核糖核酸才能实现凋亡。

　　1.3　凋亡的基因调控　①ced-3/ICE家族；②bcl-2家族；③P53。

　　在不同类型的细胞中还发现另外几种促凋亡基因与抗凋亡基因。目前对它们的作用，相互关系，相对表达等均在探索之中。

　　2　神经系统发育中的凋亡

　　凋亡学说主张细胞固有死亡程序，只有不断地得到不要自杀的信号才能维持存活。胚胎发生期的神经系统是此种情况的典型事例。形成的神经元比最终需要的神经元多的多，过剩的神经元通过凋亡途径自消自灭，保证了靶细胞正好得到恰当数量的神经支配〔2〕。凋亡不是过剩神经元自发消亡的唯一形式，如新生大鼠消亡中的上丘神经元和胚胎鸡睫状神经节细胞既可见某些凋亡性形态学特征，又呈现非凋亡性的内质网、高尔基体、线粒体的膨胀，甚至有些消亡着的细胞无典型的凋亡体。

　　3　导致凋亡的神经病理生理过程

　　近年证明，神经系统疾病中，除有细胞坏死发生外，也有凋亡的参与。导致凋亡的神经病理生理学过程主要包括氧化紧张、谷氨酸盐的兴奋毒性作用和钙平衡破坏。

　　3.1　氧化紧张与凋亡　超氧化物、过氧化物、羟自由基等活性氧的形成过多，通过吸引电子和增多自由基使脂膜、蛋白质、核酸及细胞外基质受损，称为氧化紧张。活性氧经超氧化物歧化酶(SOD)、催化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、硫氧化还原素等机体抗氧化物质清除毒性。大量实验证明自由基形成增多或清除减少可诱发细胞凋亡。例如，过氧化氢使包括培养的皮层细胞在内的多种细胞出现凋亡。

　　3.2　谷氨酸盐的兴奋毒性作用与凋亡〔3〕　谷氨酸盐的兴奋毒性作用指谷氨酸盐通过其受体的过度激活能导致神经元损伤与凋亡。谷氨酸盐激活的神经损伤有坏死与凋亡两种形式。前者为神经元因Na+、Cl-、水内流而发生的快速膨胀；后者为暴露于谷氨酸盐数小时后发生的钙平衡破坏等延迟性反应。核酸酶抑制剂金三羟酸(ATA)抑制谷氨酸盐诱导的凋亡，支持谷氨酸盐的致凋亡作用，但因ATA有很多非特异性效应，有人对此提出质疑。

　　谷氨酸诱发凋亡除受体激活途径外，还可通过直接增加氧化紧张的途径。有人推测谷氨酸盐直接作用的机制在于妨碍胱氨酸的摄取。胱氨酸被转换成半胱氨酸后，进而转换成谷胱甘肽。因此，谷氨酸盐可以能通过减少谷胱甘肽使活性氧增多而引起凋亡。总之，谷氨酸盐诱导凋亡是通过激活其受体与妨碍胱氨酸盐摄取两种机制。

　　3.3　钙与凋亡　钙是一个重要的第二信使，能刺激神经递质释放、诱导即早基因、激活蛋白水解酶、蛋白激酶、磷脂酶、一氧化氮合酶、核酸内切酶等多种钙依赖性酶类。当钙内流增多时可从多种途径诱发凋亡〔1〕。 bonfoco等〔4〕用DNA断裂和核浓缩做为凋亡指标，证明神经毒剂过氧亚硝酸盐能通过所有上述三种机制诱导凋亡。