细胞生物学
作者：章静波
单位：100005 中国医学科学院基础医学研究所细胞生物室
关键词：
中华医学杂志981237 一、肿瘤细胞的诱导分化
自本世纪40年代以来，人们便开始用化学药物来治疗恶性肿瘤，着眼于将癌细胞全部杀灭(total kill)。然而，因恶性肿瘤都是异质性的，而且癌细胞与正常细胞在遗传本质上无可供利用的差异，因此化学治疗往往缺乏较好的选择性，毒副作用大。近年来已有大量报道诸多恶性肿瘤，其中包括白血病等都可被多种化学物质诱导而分化成正常细胞，甚至参与机体正常组织，恢复失去的功能。上海第二医科大学附属瑞金医院在观察到全反式维甲酸(ATRA)能诱导急性早幼粒白血病(APL)分化的基础上，进一步研究了细胞生物学改变，指出对白血病细胞生长的抑制活性和多胺水平升高与分化有关，细胞行为早期为分化伴分裂，后期则以分化为主。此外，他们还建立了荧光素原位杂交(FISH)和RT-PCR方法，揭示了PML-RARα融合基因分子异质性与癌症预后有关。首创的重度免疫缺陷病小鼠的人APL动物模型更为整体水平研究新型分化(以及凋亡)诱导剂和探讨肿瘤发生机理提供了极好的工具。在研究中克隆到RIG-G和RIG-E两个基因更有特殊意义，它们既可受ATRA调控，也受γ和α干扰素调节，这样便为揭示维甲酸调控信号传导途径与干扰素介导的JAK-STAT通路具有交叉连结提供了证据。结合当前在细胞生物学上另一发现，即肿瘤细胞的分化与凋亡还可能与蛋白断裂酶(caspases)以及生存蛋白(survivin)有关，因此维甲酸-JAK-STAT-蛋白断裂酶(janus蛋白激酶-信号传导和转录激活)生存蛋白途径的研究有可能使人们对细胞分化与凋亡的机制有更多的了解。
, http://www.100md.com
除ATRA之外，六亚甲基双乙酰胺(HMBA)在诱导肿瘤细胞分化也是有关科学家逐鹿中心之一。虽然美国已证明HMBA对于急性髓细胞白血病(AML)以及骨髓增生异常综合征后急性髓细胞白血病的诱导分化能力极高，并因此进入2期临床。但北京大学化学系也合成了多种HMBA衍生物，与中国医学科学院基础医学研究所细胞生物学室合作，证明衍生物N’N-双(正丙酰胺)-六亚甲基双乙酰胺(HMBA-Ⅰ)以及N’N-双(正丙酸)-六亚甲基双乙酰胺(HMBA-Ⅱ)对人红白血病细胞K562以及小鼠红白血病细胞都有一定的分化诱导作用。红白血病细胞不但生长变缓，还有血红蛋白的表达以及某些基因表达的改变。
对三磷酸腺苷(ATP)诱导肿瘤细胞分化的研究还在不断地深入。北京医科大学临床肿瘤学院以ATP处理人横纹肌肉瘤细胞亚系RDL6，观察到ATP不但抑制细胞增殖，使其生长速度明显减缓，而且使细胞间隙连接通讯(GJIC)功能恢复，出现细胞分化的肌特异蛋白以及肌丝与肌管。此外还见有c-myc蛋白表达降低。膜下胞质内微丝束-应力纤维组装改善，粘着斑内的主要粘附蛋白纽蛋白(vinculin)表达增高。相反地，若用ATP处理正常细胞则细胞内P21蛋白表达增高，c-myc则不表达。因此证明ATP也是一种很好的肿瘤细胞分化诱导物。最近认为在ATP诱导慢性淋巴细胞白血病(CLL)分化中嘌呤能PZα受体起着颇为重要的作用。
, 百拇医药
粉防己碱(tetrandrine，Tet)是从中药粉防己中提取的一种双苄基异喹啉衍生物。它可抑制细胞增殖，抑制DNA合成以及原癌基因c-fos，c-myc，c-sis的表达，同时可使抑癌基因p53表达增强。因此可能是一种肿瘤细胞分化的诱导物，国内有学者正进行深入地研究。
二、细胞凋亡研究
细胞凋亡既可发生于发育中的胚胎，成年期细胞更新，也与疾病发生有关，尤其是肿瘤的形成。诱导细胞凋亡的途径也可以多种多样。有证明高温(42℃)8小时可以导致金黄地鼠细胞凋亡，此时胚胎发育迟缓，神经管闭合延迟或不闭合。其基础在于头部神经上皮和周围间充质细胞发生凋亡。此时染色质浓缩、边聚、核膜皱缩、微绒毛消失、凋亡小体形成及被邻近细胞吞噬等。该研究为高温致神经管畸形提供了很好的细胞生物学依据。
中国协和医科大学细胞生物学室证明在红细胞生成素(EPO)存在的情况下，地塞米松(dexamethasone)可以诱发红细胞系统(erythroid cell)凋亡，并且具有浓度与时间依赖性。同时中国医学科学院基础医学研究所证明阿魏酸钠(sodium ferulate)对氧化诱导人淋巴细胞凋亡有抑制作用。当以H2O2处理时，bcl-2表达减少，加入阿魏酸钠后bcl-2表达增高，同时Bax基因表达降低。
, 百拇医药
诱导肿瘤细胞凋亡不但具有理论意义，更具有潜在实用价值。目前已证明 三氧化二砷可用于APL的治疗，其机制可能是通过下调bcl-2表达，改变急性髓细胞白血病RARα蛋白的亚细胞定位，降解融合蛋白，从而诱导APL细胞凋亡。该工作已引起国内外较大的反响。
我国学者在用其他途径诱导肿瘤细胞凋亡方面还有很多。如用免疫毒IgY-ricin A处理胃癌细胞MGC-803；用喜树碱(camptothecin)诱发鼻咽癌上皮细胞CNF-2Z的凋亡等。这些研究对促进细胞生物学发展与临床的联系都将起到桥梁作用。
近年来我国学者对 于凋亡的研究方法也不断地有所改进与探索。虽然DNA梯形带被认为是极可靠的标准，但也有人观察到细胞凋亡并不出现DNA梯形，但有凋亡小体。因此提出细胞凋亡时DNA并不总是从核小体间断裂，认为不能把DNA梯形带作为判断细胞凋亡的唯一标准。或许人们应用多种细胞、更细致地设计，尤其注意DNA提取时间，方可得出较可靠的结论。正如有人 提出人们在判断细胞凋亡的方法上尚须发展。要用多种手段鉴别细胞凋亡与坏死。北京中医药大学用原位复染方法看来不失为一种简单而可靠的技术。
(收稿：1998-09-02), 百拇医药
单位：100005 中国医学科学院基础医学研究所细胞生物室
关键词：
中华医学杂志981237 一、肿瘤细胞的诱导分化
自本世纪40年代以来，人们便开始用化学药物来治疗恶性肿瘤，着眼于将癌细胞全部杀灭(total kill)。然而，因恶性肿瘤都是异质性的，而且癌细胞与正常细胞在遗传本质上无可供利用的差异，因此化学治疗往往缺乏较好的选择性，毒副作用大。近年来已有大量报道诸多恶性肿瘤，其中包括白血病等都可被多种化学物质诱导而分化成正常细胞，甚至参与机体正常组织，恢复失去的功能。上海第二医科大学附属瑞金医院在观察到全反式维甲酸(ATRA)能诱导急性早幼粒白血病(APL)分化的基础上，进一步研究了细胞生物学改变，指出对白血病细胞生长的抑制活性和多胺水平升高与分化有关，细胞行为早期为分化伴分裂，后期则以分化为主。此外，他们还建立了荧光素原位杂交(FISH)和RT-PCR方法，揭示了PML-RARα融合基因分子异质性与癌症预后有关。首创的重度免疫缺陷病小鼠的人APL动物模型更为整体水平研究新型分化(以及凋亡)诱导剂和探讨肿瘤发生机理提供了极好的工具。在研究中克隆到RIG-G和RIG-E两个基因更有特殊意义，它们既可受ATRA调控，也受γ和α干扰素调节，这样便为揭示维甲酸调控信号传导途径与干扰素介导的JAK-STAT通路具有交叉连结提供了证据。结合当前在细胞生物学上另一发现，即肿瘤细胞的分化与凋亡还可能与蛋白断裂酶(caspases)以及生存蛋白(survivin)有关，因此维甲酸-JAK-STAT-蛋白断裂酶(janus蛋白激酶-信号传导和转录激活)生存蛋白途径的研究有可能使人们对细胞分化与凋亡的机制有更多的了解。
, http://www.100md.com
除ATRA之外，六亚甲基双乙酰胺(HMBA)在诱导肿瘤细胞分化也是有关科学家逐鹿中心之一。虽然美国已证明HMBA对于急性髓细胞白血病(AML)以及骨髓增生异常综合征后急性髓细胞白血病的诱导分化能力极高，并因此进入2期临床。但北京大学化学系也合成了多种HMBA衍生物，与中国医学科学院基础医学研究所细胞生物学室合作，证明衍生物N’N-双(正丙酰胺)-六亚甲基双乙酰胺(HMBA-Ⅰ)以及N’N-双(正丙酸)-六亚甲基双乙酰胺(HMBA-Ⅱ)对人红白血病细胞K562以及小鼠红白血病细胞都有一定的分化诱导作用。红白血病细胞不但生长变缓，还有血红蛋白的表达以及某些基因表达的改变。
对三磷酸腺苷(ATP)诱导肿瘤细胞分化的研究还在不断地深入。北京医科大学临床肿瘤学院以ATP处理人横纹肌肉瘤细胞亚系RDL6，观察到ATP不但抑制细胞增殖，使其生长速度明显减缓，而且使细胞间隙连接通讯(GJIC)功能恢复，出现细胞分化的肌特异蛋白以及肌丝与肌管。此外还见有c-myc蛋白表达降低。膜下胞质内微丝束-应力纤维组装改善，粘着斑内的主要粘附蛋白纽蛋白(vinculin)表达增高。相反地，若用ATP处理正常细胞则细胞内P21蛋白表达增高，c-myc则不表达。因此证明ATP也是一种很好的肿瘤细胞分化诱导物。最近认为在ATP诱导慢性淋巴细胞白血病(CLL)分化中嘌呤能PZα受体起着颇为重要的作用。
, 百拇医药
粉防己碱(tetrandrine，Tet)是从中药粉防己中提取的一种双苄基异喹啉衍生物。它可抑制细胞增殖，抑制DNA合成以及原癌基因c-fos，c-myc，c-sis的表达，同时可使抑癌基因p53表达增强。因此可能是一种肿瘤细胞分化的诱导物，国内有学者正进行深入地研究。
二、细胞凋亡研究
细胞凋亡既可发生于发育中的胚胎，成年期细胞更新，也与疾病发生有关，尤其是肿瘤的形成。诱导细胞凋亡的途径也可以多种多样。有证明高温(42℃)8小时可以导致金黄地鼠细胞凋亡，此时胚胎发育迟缓，神经管闭合延迟或不闭合。其基础在于头部神经上皮和周围间充质细胞发生凋亡。此时染色质浓缩、边聚、核膜皱缩、微绒毛消失、凋亡小体形成及被邻近细胞吞噬等。该研究为高温致神经管畸形提供了很好的细胞生物学依据。
中国协和医科大学细胞生物学室证明在红细胞生成素(EPO)存在的情况下，地塞米松(dexamethasone)可以诱发红细胞系统(erythroid cell)凋亡，并且具有浓度与时间依赖性。同时中国医学科学院基础医学研究所证明阿魏酸钠(sodium ferulate)对氧化诱导人淋巴细胞凋亡有抑制作用。当以H2O2处理时，bcl-2表达减少，加入阿魏酸钠后bcl-2表达增高，同时Bax基因表达降低。
, 百拇医药
诱导肿瘤细胞凋亡不但具有理论意义，更具有潜在实用价值。目前已证明 三氧化二砷可用于APL的治疗，其机制可能是通过下调bcl-2表达，改变急性髓细胞白血病RARα蛋白的亚细胞定位，降解融合蛋白，从而诱导APL细胞凋亡。该工作已引起国内外较大的反响。
我国学者在用其他途径诱导肿瘤细胞凋亡方面还有很多。如用免疫毒IgY-ricin A处理胃癌细胞MGC-803；用喜树碱(camptothecin)诱发鼻咽癌上皮细胞CNF-2Z的凋亡等。这些研究对促进细胞生物学发展与临床的联系都将起到桥梁作用。
近年来我国学者对 于凋亡的研究方法也不断地有所改进与探索。虽然DNA梯形带被认为是极可靠的标准，但也有人观察到细胞凋亡并不出现DNA梯形，但有凋亡小体。因此提出细胞凋亡时DNA并不总是从核小体间断裂，认为不能把DNA梯形带作为判断细胞凋亡的唯一标准。或许人们应用多种细胞、更细致地设计，尤其注意DNA提取时间，方可得出较可靠的结论。正如有人 提出人们在判断细胞凋亡的方法上尚须发展。要用多种手段鉴别细胞凋亡与坏死。北京中医药大学用原位复染方法看来不失为一种简单而可靠的技术。
(收稿：1998-09-02), 百拇医药