凋亡与神经系统疾病
作者：彭斌 李舜伟
单位：彭斌(中国医学科学院中国协和医科大学北京协和医院神经科 邮政编码100730)；李舜伟(中国医学科学院中国协和医科大学北京协和医院神经科 邮政编码100730)
关键词：
北京医学990212 1972年Kerr[1]详细描述了细胞即将死亡时出现的特征性的超微结构变化，并用“凋亡”(apoptosis)一词来描述这一过程。细胞凋亡在胚胎发育、造血、免疫系统的成熟以及维持正常组织和器官的细胞数目恒定与生长平衡乃至机体衰老等都起着重要作用。凋亡不仅发生于发育阶段而且也存在于细胞的转化、老化及病理状态阶段。人们认识到细胞凋亡的调节障碍可能是肿瘤、AIDS、自身免疫疾病和神经系统疾病尤其是中枢神经系统变性疾病的病因之一。近来有关的研究进行得十分深入、广泛，我们就细胞凋亡与神经系统疾病关系的研究进展作一综述。
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简介
凋亡是一个顺序发生的形态变化过程，在大多数情况下影响的是分散的个体细胞，形态变化主要包括:细胞间连接和微绒毛的消失，核浓缩，染色质皱缩，呈新月型积聚在核膜附近，胞质浓缩，细胞体积变小，细胞表面起泡并以发芽的形式形成包含有细胞成分的膜性小体(即凋亡小体)，细胞裂解很快被邻近实质细胞或巨噬细胞吞噬，并进一步被降解利用，整个过程历时半小时至数小时。细胞凋亡不同于细胞坏死，凋亡细胞没有细胞器肿胀、膨大，细胞膜破裂，细胞内容物(如蛋白水解酶等)在细胞裂解时并不释放到细胞间隙，凋亡细胞在清除时并不出现炎性反应。
神经系统疾病与细胞凋亡
一、神经系统变性疾病
1.Alzheimer Dementia (AD):AD在结构上典型的病理变化是SP中淀粉样物质的沉积和神经元缠结(NFT)的形成，很久以来它们被认为是引起神经元变性的原因。但有人在DOWN综合征中也发现神经元缠结(NFT)，一部分AD患者中NFT仅出现在疾病的晚期。此外在一些非CNS的、有明确病因的某些疾病，如病毒感染、损伤、中毒等中也发现NFT。因此，NFT并非AD所特有，并不是引起痴呆的首要原因。
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近来细胞凋亡机制在AD的发病中日益受到重视。有作者研究AD时发现有神经元和星形胶质细胞的凋亡。Bancher[2]用脱氧核苷酸末端转移酶(TdT)介导的末端标记技术(TUNEL)对AD患者及对照组的脑组织进行研究，发现在两组均可检测到有DNA片段的细胞核，但AD组织中TUNEL阳性的细胞较对照组明显增多。更进一步的研究表明凋亡相关蛋白[c-Jun,Fas(CD95),Bcl-2]在细胞中均有表达。用β/A4(淀粉样蛋白)处理培养的海马神经元可介导c-jun表达，表达c-jun的细胞显示凋亡细胞特有的细胞核的形态变化。另一凋亡相关蛋白Fas抗原(CD95)也在AD患者的老年斑(SP)中和一些反应性星形细胞中表达;另一方面，具有抑制细胞凋亡功能的蛋白Bcl-2在AD脑组织中的表达也增加，Bcl-2的作用可能是对AD病理过程中细胞损害的代偿，保护其它的细胞免于发生凋亡性死亡。不过，Bancher发现有DNA片段的细胞显示典型凋亡细胞形态者少见，为此，他提出AD中细胞死亡是通过另一程序化死亡的过程而非典型的凋亡[2]。
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关于细胞凋亡的机理，目前认为β/A4对诱导细胞凋亡有重要作用。过去认为β/A4具有神经营养和神经毒作用，现在的看法是β/A4肽链聚合为淀粉样纤维是产生毒性的必要条件[3]。体外研究表明β/A4处理的培养细胞的死亡通过了凋亡和坏死两个过程。β/A4介导的细胞死亡(凋亡或坏死)与细胞种类有关。β/A4能激活NMDA-门通道，导致Ca离子过度内流及大量自由基形成，从而通过神经毒性作用介导细胞凋亡。此外，糖代谢障碍可加速神经元变性并加大兴奋性毒素如谷氨酸、NMDA和Kainate的毒性。NMDA介导的神经毒作用参与了β/A4介导的细胞程序化死亡。
尽管变性细胞处于沉积的淀粉样物质之外，但与β/A4发生联系的细胞变性的危险性较无联系者高，类似地，与NFT联系的细胞变性的危险性也较其它细胞高。因此，Bancher[2]认为在细胞死亡与SP、NFT的关系中，有SP、NFT时细胞变性的危险性增加，但它们并不是引起细胞变性的直接因素，而需别的病理因素参与来共同介导。
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2.帕金森病(PD):PD中细胞死亡的确切机制不清。多年来一直认为黑质神经元死亡是细胞坏死。但近年愈来愈多的证据提示PD的发病有细胞凋亡机制的参与。通过TUNEL标记及DNA电泳证实，MPP+可介导培养的小脑粒状细胞及PC12细胞凋亡。同时，Mochmizuki[4]报告在对一组PD患者尸检的黑质标本及对照组进行研究时也得到类似的结论。晚发病的PD患者的黑质中发现TUNEL标记阳性细胞。这些均提示PD的发病过程中黑质细胞死亡存在着凋亡的形式。
关于细胞凋亡的机制，有人先后发现在PD患者CSF中TNF-α浓度明显高于对照组，PD患者黑质中具有TNF免疫反应性的胶质细胞，由于TNF-α可介导细胞凋亡，由此通过TNF-α可介导PD中黑质细胞凋亡。
此外，细胞凋亡可继发于疾病自身的病理过程。线粒体呼吸链衰竭与氧化应激是PD主要的两个病理过程。MPP+可抑制呼吸链，低浓度MPP+导致细胞凋亡而高浓度则引起细胞坏死。呼吸链抑制剂如Antimycin A和Oligomycin能在哺乳动物细胞中诱导细胞凋亡，兴奋性毒素也能直接诱导黑质细胞凋亡[5]。近来氧化应激诱导凋亡的机制愈来愈受到重视，多巴胺由于具有单胺氧化酶产生过氧化氢的氧化作用而被认为有引起氧化应激的作用。多巴胺引起培养的鸡交感神经元细胞发生凋亡样细胞死亡，而超氧化物歧化酶可延缓细胞凋亡。
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3.进行性脊肌萎缩症(SMA)：SMA是常染色体隐性遗传。临床上儿童型SMA分为Ⅰ型(Werdnig-Hoffman病)Ⅱ型和Ⅲ型(Kugelberg-Welander病)，目前有直接的证据表明细胞凋亡与该病的发生有关。Roy[6]发现神经元凋亡抑制蛋白(neuronal apoptosis inhibitory protein，NAIP)的基因，并将其定位于染色体5q13.1，SMAs的亚型与NAIP基因的突变有关，RT/PCR分析显示转录中NAIP基因的丢失和变异定位都在5q13。产生不同亚型是由于NAIP基因的丢失、突变部位不同或邻近基因的影响。更进一步的研究证明NAIP与两种杆状病毒基因产物Ac-IAP和Op-IAP有显著的同源关系，而Ac-IAP、Op-IAP能抑制昆虫细胞凋亡。因此，NAIP基因是编码神经元凋亡抑制蛋白的新基因，NAIP能保护受血清缺失、自由基或肿瘤坏死因子(TNF-α)诱导的细胞免于凋亡。
4.亨廷登病(HD)：Portera-Cailliau[7]对HD患者活检组织进行研究，发现纹状体神经元TUNEL标记阳性，还观察到少突胶质细胞亦有标记，提示可能存在细胞凋亡。其机制可能与兴奋性毒素的诱导有关。此外，在纹状体注射谷氨酸受体激动剂quinolinate后可观察到核内染色体DNA片段。
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5.肌萎缩侧索硬化(ALS):Yoshiyama[8]发现患者的脊髓前角中有TUNEL阳性神经元，用LEY抗原免疫组化检查(LEY抗原是细胞凋亡过程特征的标记)亦发现LEY阳性神经元，不过数量较少。ALS细胞凋亡的机制不清。约20%家族性ALS显示SOD1(超氧化物歧化酶)基因突变，但表达此突变的转基因小鼠并未表现运动神经元死亡。有作者报告野生型SOD1的过度表达能抑制在血清和生长因子去除情况下或钙离子诱导的细胞凋亡。相反，家族ALS相关的SOD1突变产物则促进神经元凋亡，似乎可以解释不同的SOD1与ALS的关系。
凋亡的神经元在5小时内死亡，并且DNA碎片在被巨噬细胞吞噬后很快消失，这对于变性疾病相对漫长的病程来说，要检测到凋亡的细胞是一项困难的工作，或者检测到的凋亡细胞数目很少。基于以上原因，即使检测到很少的TUNEL阳性细胞，也提示存在凋亡细胞。当然，目前尚无细胞凋亡的唯一特异性检测方法，TUNEL阳性表明存在凋亡细胞死亡可能性大，但并不能确信TUNEL细胞是否也正在坏死，最好联合使用几种方法，如TUNEL法与原位切口移位(ISNT)法联用。
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总之，对于细胞凋亡机制在神经系统变性疾病发病中的作用，还有许多问题有待解决。此外，我们应看到，研究细胞凋亡现象只是为阐明神经变性疾病的发病机制找到新的着手点。在神经系统变性疾病中区别细胞凋亡与细胞坏死的重要性并不大，它们只是细胞死亡的最终过程，重要的是在此之前进行的异常生化反应，包括调节细胞生存或死亡基因的上下调控作用。因此，对调节凋亡基因的研究显得尤为重要。
二、缺血/缺氧性神经元损害
近来，人们发现缺血/缺氧造成的大脑神经元死亡不仅仅是坏死，有许多证据表明细胞凋亡机制参与缺血/缺氧性脑损害。在大鼠脑缺血模型中发现jun B、c-fos、c-jun mRNA及Bcl-2、p53基因的表达[9～11]。脑缺血时多种凋亡相关基因和蛋白的表达提示缺血诱导了凋亡的发生。MacManus等[12]在大鼠局灶性及短暂性全脑缺血模型的DNA裂解物电泳时发现呈现“DNA梯”模式，结合免疫组化分析凋亡细胞大部分为神经元，部分为星形胶质细胞，少数为内皮细胞。主要分布在中度至重度缺血区域的半暗带附近。Nitatori[13]也证明缺血后海马锥体细胞的迟发性神经元死亡是凋亡。现认为脑缺血时与凋亡关系密切的重要因素有自由基、NO、兴奋性毒素和钙超载。对脑缺血时凋亡发生机制的进一步研究，有助于为缺血性脑血管病的治疗开辟新的途径。
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三、朊病毒感染
Forloni[14]发现:PRP(朊蛋白)可诱导大鼠海马神经元出现与剂量相关的凋亡性死亡。羊瘙痒症时，脑中PRPSC(PRPSC是细胞内朊蛋白在羊瘙痒症、牛海绵状脑病、CJD或GSS病中的转化型，有相对的耐蛋白酶作用)的浓度是细胞内朊蛋白(PRPC)的10～20倍；在GSS中证据更加明显，PRPSC在神经纤维网中聚集与过度PRP淀粉沉淀有关，因此在朊病毒感染有关的脑病中，神经元暴露于高浓度的淀粉样蛋白和/或淀粉样前体蛋白之中，可被诱导出现凋亡，其激活与一系列生化反应有关，包括trpm-2(testosterrone repressed prostate message-2)基因选择性诱导，但在体内凋亡的激活途径还有待进一步确定。
四、其它
在其它中枢神经系统疾病中有关细胞凋亡的研究也有新的发现。在多形性胶质母细胞瘤和脑外伤中观察到TUNEL阳性细胞;HIV性脑炎中存在神经元和星形细胞的凋亡性死亡。在实验条件下海人酸诱导的癫痫及在啮齿类动物模型和人的癫痫持续状态也可诱导细胞凋亡[15]。
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治 疗
神经系统变性疾病尚无特异治疗。细胞凋亡在其发病机制中的作用为研究新的治疗方法提供了依据。在实验条件下许多试剂都有抑制细胞凋亡的作用。对神经生长因子(NGF)的研究显示GNDF(Glia cell derived neurotrophic factor)可使MPTP处理的猴的运动障碍得以恢复[16]；在去除NGF后胶质神经元出现凋亡性死亡。细胞凋亡抑制基因bcl-2能抑制由谷氨酸、钙离子、自由基和淀粉样多肽所诱导的中枢神经系统细胞死亡。在衰老的人脑组织和神经系统变性疾病的神经元、胶质细胞、血管细胞中有Bcl-2蛋白的表达。但有人在AD和PD的神经元中未见Bcl-2蛋白。此外，P35蛋白可阻止由ICE(interleukin-1b-converting enzemy)家族蛋白酶激活的细胞凋亡[17]。
越来越多的证据表明，对调亡抑制基因的研究为抑制和/或延缓神经系统疾病中神经元的死亡提供了更大的可能性，对神经系统变性疾病、脑血管病等的治疗提供了新的理论基础，但神经系统疾病的发病机理复杂，细胞凋亡可能只是发病过程中的一个环节或一个方面，在治疗上往往需要多种方法联合使用，以期达到理想的效果，而且目前的研究距临床使用还有很大的距离，还有待于更进一步的研究。■
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参考文献：
[1]Kerr JFR, Wyllie AH, Currie AR, et al. Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide-ranging implication in tissue kinetics. Br J Cancer, 1972, 26:239.
[2]Bancher C, Lassmann H, Breitschopf H, et al. Mechanisns of cell death in Alzheimer's disease. J Neural Transm, 1997 (suppl), 50:141.
[3]Pike CJ, Burdick D, Walencewicz AJ, et al. Neurodegeneration induced by β-amyloid peptides in vitro: the of peptide assembly state. J Neurosci, 1993,13:1676.
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[4]Mochmizuki H, Mori H, Mizuno Y, et al. Apoptosis in neurodegenerative disorders. J Neural Transm, 1997 (suppl), 50:125.
[5]Macaya A, Munell F, Gubits RM, et al. Apoptosis in substantia nigra following developmental striatal cytotoxic injury. Proc Acad Sci USA, 1994,91:8117.
[6]Roy N, Mahadevan MS, McLean, et al. The gene for neuronal apoptosis inhibitory protein is partially deleted in individuals with spinal muscular atrophy. Cell, 1995, 80:167.
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[7]Portera-Cailliau C, Hedreen JC, Price CL, et al.Evidence for apoptotic cell death in Huntington disease and excitotoxic animal models. J Neurosci, 1995, 15:3775.
[8]Yoshiyama Y, Yamada T, Asanuma K, et al. Apoptosis related antigen, LeY and nick-end labelling are positive in spinal motor neurons in amyotrophic lateral sclerosis. Acta Neuropathol, 1994, 88:207.
[9]An G, Lin TN, Liu JS, et al. Expression of c-fos and c-jun family genes after focal cerbral ischemia. Am Neurol, 1993, 33:457.
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[10]Li Y, Chopp M, Zhang ZG, et al. p53-immunoractive protein and p53 mRNA expression after transient middle cerebral artery occlusion in rats. Stroke, 1994, 25:849.
[11]Simmon RP, Chen J, Lan JQ, et al. The proto-oncogene Bcl-2, an inhibitor of apoptotic cell death is expressed after focal cerebral ischemia and induced in ischemic tolerance. Neurology, 1995, 45 (suppl 4):A199.
[12]MacManus JP, Hill IE, Preston E, et al. Difference in DNA frangmentation following transient cerebral of decapitation ischemia in rats. J Cereb Blood Flow Metab, 1995, 15:728.
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[13]Nitatori T, Sato N, Waguri S, et al. Delayed neuronal death in the CA1 pyramidal cell of the gerbil hippocampal following transient ischemia is apoptosis. J Neurosci, 1995, 15:1001.
[14]Forloni G, Angeretti N, Chiesa R, et al. Neurotoxicity of a prion protein fragment. Nature, 1993, 362:543.
[15]Charriaut-Narlangue C, Aggoun-Zouaoui D, Represa A, et al. Apoptotic features of selective neurol death in ischemia epilepsy, and gp120 toxicity. Trends Neuroscience, 1996, 19：109.
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[16]Gaxh DM, Zhang Z, Ovadia A, et al. Functional recovery in parkinsonian monkeys treated with GDNF. Nature, 1996, 380:252.
[17]Bump NJ, Hackett M, Hugunin M, et al. Inhibition of ICE family proteases by baculovirus antiapoptotic protein p53. Science, 1995,269:1885.
收稿日期：1997-11-24
修回日期：1998-07-20, 百拇医药
单位：彭斌(中国医学科学院中国协和医科大学北京协和医院神经科 邮政编码100730)；李舜伟(中国医学科学院中国协和医科大学北京协和医院神经科 邮政编码100730)
关键词：
北京医学990212 1972年Kerr[1]详细描述了细胞即将死亡时出现的特征性的超微结构变化，并用“凋亡”(apoptosis)一词来描述这一过程。细胞凋亡在胚胎发育、造血、免疫系统的成熟以及维持正常组织和器官的细胞数目恒定与生长平衡乃至机体衰老等都起着重要作用。凋亡不仅发生于发育阶段而且也存在于细胞的转化、老化及病理状态阶段。人们认识到细胞凋亡的调节障碍可能是肿瘤、AIDS、自身免疫疾病和神经系统疾病尤其是中枢神经系统变性疾病的病因之一。近来有关的研究进行得十分深入、广泛，我们就细胞凋亡与神经系统疾病关系的研究进展作一综述。
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简介
凋亡是一个顺序发生的形态变化过程，在大多数情况下影响的是分散的个体细胞，形态变化主要包括:细胞间连接和微绒毛的消失，核浓缩，染色质皱缩，呈新月型积聚在核膜附近，胞质浓缩，细胞体积变小，细胞表面起泡并以发芽的形式形成包含有细胞成分的膜性小体(即凋亡小体)，细胞裂解很快被邻近实质细胞或巨噬细胞吞噬，并进一步被降解利用，整个过程历时半小时至数小时。细胞凋亡不同于细胞坏死，凋亡细胞没有细胞器肿胀、膨大，细胞膜破裂，细胞内容物(如蛋白水解酶等)在细胞裂解时并不释放到细胞间隙，凋亡细胞在清除时并不出现炎性反应。
神经系统疾病与细胞凋亡
一、神经系统变性疾病
1.Alzheimer Dementia (AD):AD在结构上典型的病理变化是SP中淀粉样物质的沉积和神经元缠结(NFT)的形成，很久以来它们被认为是引起神经元变性的原因。但有人在DOWN综合征中也发现神经元缠结(NFT)，一部分AD患者中NFT仅出现在疾病的晚期。此外在一些非CNS的、有明确病因的某些疾病，如病毒感染、损伤、中毒等中也发现NFT。因此，NFT并非AD所特有，并不是引起痴呆的首要原因。
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近来细胞凋亡机制在AD的发病中日益受到重视。有作者研究AD时发现有神经元和星形胶质细胞的凋亡。Bancher[2]用脱氧核苷酸末端转移酶(TdT)介导的末端标记技术(TUNEL)对AD患者及对照组的脑组织进行研究，发现在两组均可检测到有DNA片段的细胞核，但AD组织中TUNEL阳性的细胞较对照组明显增多。更进一步的研究表明凋亡相关蛋白[c-Jun,Fas(CD95),Bcl-2]在细胞中均有表达。用β/A4(淀粉样蛋白)处理培养的海马神经元可介导c-jun表达，表达c-jun的细胞显示凋亡细胞特有的细胞核的形态变化。另一凋亡相关蛋白Fas抗原(CD95)也在AD患者的老年斑(SP)中和一些反应性星形细胞中表达;另一方面，具有抑制细胞凋亡功能的蛋白Bcl-2在AD脑组织中的表达也增加，Bcl-2的作用可能是对AD病理过程中细胞损害的代偿，保护其它的细胞免于发生凋亡性死亡。不过，Bancher发现有DNA片段的细胞显示典型凋亡细胞形态者少见，为此，他提出AD中细胞死亡是通过另一程序化死亡的过程而非典型的凋亡[2]。
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关于细胞凋亡的机理，目前认为β/A4对诱导细胞凋亡有重要作用。过去认为β/A4具有神经营养和神经毒作用，现在的看法是β/A4肽链聚合为淀粉样纤维是产生毒性的必要条件[3]。体外研究表明β/A4处理的培养细胞的死亡通过了凋亡和坏死两个过程。β/A4介导的细胞死亡(凋亡或坏死)与细胞种类有关。β/A4能激活NMDA-门通道，导致Ca离子过度内流及大量自由基形成，从而通过神经毒性作用介导细胞凋亡。此外，糖代谢障碍可加速神经元变性并加大兴奋性毒素如谷氨酸、NMDA和Kainate的毒性。NMDA介导的神经毒作用参与了β/A4介导的细胞程序化死亡。
尽管变性细胞处于沉积的淀粉样物质之外，但与β/A4发生联系的细胞变性的危险性较无联系者高，类似地，与NFT联系的细胞变性的危险性也较其它细胞高。因此，Bancher[2]认为在细胞死亡与SP、NFT的关系中，有SP、NFT时细胞变性的危险性增加，但它们并不是引起细胞变性的直接因素，而需别的病理因素参与来共同介导。
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2.帕金森病(PD):PD中细胞死亡的确切机制不清。多年来一直认为黑质神经元死亡是细胞坏死。但近年愈来愈多的证据提示PD的发病有细胞凋亡机制的参与。通过TUNEL标记及DNA电泳证实，MPP+可介导培养的小脑粒状细胞及PC12细胞凋亡。同时，Mochmizuki[4]报告在对一组PD患者尸检的黑质标本及对照组进行研究时也得到类似的结论。晚发病的PD患者的黑质中发现TUNEL标记阳性细胞。这些均提示PD的发病过程中黑质细胞死亡存在着凋亡的形式。
关于细胞凋亡的机制，有人先后发现在PD患者CSF中TNF-α浓度明显高于对照组，PD患者黑质中具有TNF免疫反应性的胶质细胞，由于TNF-α可介导细胞凋亡，由此通过TNF-α可介导PD中黑质细胞凋亡。
此外，细胞凋亡可继发于疾病自身的病理过程。线粒体呼吸链衰竭与氧化应激是PD主要的两个病理过程。MPP+可抑制呼吸链，低浓度MPP+导致细胞凋亡而高浓度则引起细胞坏死。呼吸链抑制剂如Antimycin A和Oligomycin能在哺乳动物细胞中诱导细胞凋亡，兴奋性毒素也能直接诱导黑质细胞凋亡[5]。近来氧化应激诱导凋亡的机制愈来愈受到重视，多巴胺由于具有单胺氧化酶产生过氧化氢的氧化作用而被认为有引起氧化应激的作用。多巴胺引起培养的鸡交感神经元细胞发生凋亡样细胞死亡，而超氧化物歧化酶可延缓细胞凋亡。
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3.进行性脊肌萎缩症(SMA)：SMA是常染色体隐性遗传。临床上儿童型SMA分为Ⅰ型(Werdnig-Hoffman病)Ⅱ型和Ⅲ型(Kugelberg-Welander病)，目前有直接的证据表明细胞凋亡与该病的发生有关。Roy[6]发现神经元凋亡抑制蛋白(neuronal apoptosis inhibitory protein，NAIP)的基因，并将其定位于染色体5q13.1，SMAs的亚型与NAIP基因的突变有关，RT/PCR分析显示转录中NAIP基因的丢失和变异定位都在5q13。产生不同亚型是由于NAIP基因的丢失、突变部位不同或邻近基因的影响。更进一步的研究证明NAIP与两种杆状病毒基因产物Ac-IAP和Op-IAP有显著的同源关系，而Ac-IAP、Op-IAP能抑制昆虫细胞凋亡。因此，NAIP基因是编码神经元凋亡抑制蛋白的新基因，NAIP能保护受血清缺失、自由基或肿瘤坏死因子(TNF-α)诱导的细胞免于凋亡。
4.亨廷登病(HD)：Portera-Cailliau[7]对HD患者活检组织进行研究，发现纹状体神经元TUNEL标记阳性，还观察到少突胶质细胞亦有标记，提示可能存在细胞凋亡。其机制可能与兴奋性毒素的诱导有关。此外，在纹状体注射谷氨酸受体激动剂quinolinate后可观察到核内染色体DNA片段。
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5.肌萎缩侧索硬化(ALS):Yoshiyama[8]发现患者的脊髓前角中有TUNEL阳性神经元，用LEY抗原免疫组化检查(LEY抗原是细胞凋亡过程特征的标记)亦发现LEY阳性神经元，不过数量较少。ALS细胞凋亡的机制不清。约20%家族性ALS显示SOD1(超氧化物歧化酶)基因突变，但表达此突变的转基因小鼠并未表现运动神经元死亡。有作者报告野生型SOD1的过度表达能抑制在血清和生长因子去除情况下或钙离子诱导的细胞凋亡。相反，家族ALS相关的SOD1突变产物则促进神经元凋亡，似乎可以解释不同的SOD1与ALS的关系。
凋亡的神经元在5小时内死亡，并且DNA碎片在被巨噬细胞吞噬后很快消失，这对于变性疾病相对漫长的病程来说，要检测到凋亡的细胞是一项困难的工作，或者检测到的凋亡细胞数目很少。基于以上原因，即使检测到很少的TUNEL阳性细胞，也提示存在凋亡细胞。当然，目前尚无细胞凋亡的唯一特异性检测方法，TUNEL阳性表明存在凋亡细胞死亡可能性大，但并不能确信TUNEL细胞是否也正在坏死，最好联合使用几种方法，如TUNEL法与原位切口移位(ISNT)法联用。
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总之，对于细胞凋亡机制在神经系统变性疾病发病中的作用，还有许多问题有待解决。此外，我们应看到，研究细胞凋亡现象只是为阐明神经变性疾病的发病机制找到新的着手点。在神经系统变性疾病中区别细胞凋亡与细胞坏死的重要性并不大，它们只是细胞死亡的最终过程，重要的是在此之前进行的异常生化反应，包括调节细胞生存或死亡基因的上下调控作用。因此，对调节凋亡基因的研究显得尤为重要。
二、缺血/缺氧性神经元损害
近来，人们发现缺血/缺氧造成的大脑神经元死亡不仅仅是坏死，有许多证据表明细胞凋亡机制参与缺血/缺氧性脑损害。在大鼠脑缺血模型中发现jun B、c-fos、c-jun mRNA及Bcl-2、p53基因的表达[9～11]。脑缺血时多种凋亡相关基因和蛋白的表达提示缺血诱导了凋亡的发生。MacManus等[12]在大鼠局灶性及短暂性全脑缺血模型的DNA裂解物电泳时发现呈现“DNA梯”模式，结合免疫组化分析凋亡细胞大部分为神经元，部分为星形胶质细胞，少数为内皮细胞。主要分布在中度至重度缺血区域的半暗带附近。Nitatori[13]也证明缺血后海马锥体细胞的迟发性神经元死亡是凋亡。现认为脑缺血时与凋亡关系密切的重要因素有自由基、NO、兴奋性毒素和钙超载。对脑缺血时凋亡发生机制的进一步研究，有助于为缺血性脑血管病的治疗开辟新的途径。
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三、朊病毒感染
Forloni[14]发现:PRP(朊蛋白)可诱导大鼠海马神经元出现与剂量相关的凋亡性死亡。羊瘙痒症时，脑中PRPSC(PRPSC是细胞内朊蛋白在羊瘙痒症、牛海绵状脑病、CJD或GSS病中的转化型，有相对的耐蛋白酶作用)的浓度是细胞内朊蛋白(PRPC)的10～20倍；在GSS中证据更加明显，PRPSC在神经纤维网中聚集与过度PRP淀粉沉淀有关，因此在朊病毒感染有关的脑病中，神经元暴露于高浓度的淀粉样蛋白和/或淀粉样前体蛋白之中，可被诱导出现凋亡，其激活与一系列生化反应有关，包括trpm-2(testosterrone repressed prostate message-2)基因选择性诱导，但在体内凋亡的激活途径还有待进一步确定。
四、其它
在其它中枢神经系统疾病中有关细胞凋亡的研究也有新的发现。在多形性胶质母细胞瘤和脑外伤中观察到TUNEL阳性细胞;HIV性脑炎中存在神经元和星形细胞的凋亡性死亡。在实验条件下海人酸诱导的癫痫及在啮齿类动物模型和人的癫痫持续状态也可诱导细胞凋亡[15]。
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治 疗
神经系统变性疾病尚无特异治疗。细胞凋亡在其发病机制中的作用为研究新的治疗方法提供了依据。在实验条件下许多试剂都有抑制细胞凋亡的作用。对神经生长因子(NGF)的研究显示GNDF(Glia cell derived neurotrophic factor)可使MPTP处理的猴的运动障碍得以恢复[16]；在去除NGF后胶质神经元出现凋亡性死亡。细胞凋亡抑制基因bcl-2能抑制由谷氨酸、钙离子、自由基和淀粉样多肽所诱导的中枢神经系统细胞死亡。在衰老的人脑组织和神经系统变性疾病的神经元、胶质细胞、血管细胞中有Bcl-2蛋白的表达。但有人在AD和PD的神经元中未见Bcl-2蛋白。此外，P35蛋白可阻止由ICE(interleukin-1b-converting enzemy)家族蛋白酶激活的细胞凋亡[17]。
越来越多的证据表明，对调亡抑制基因的研究为抑制和/或延缓神经系统疾病中神经元的死亡提供了更大的可能性，对神经系统变性疾病、脑血管病等的治疗提供了新的理论基础，但神经系统疾病的发病机理复杂，细胞凋亡可能只是发病过程中的一个环节或一个方面，在治疗上往往需要多种方法联合使用，以期达到理想的效果，而且目前的研究距临床使用还有很大的距离，还有待于更进一步的研究。■
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参考文献：
[1]Kerr JFR, Wyllie AH, Currie AR, et al. Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide-ranging implication in tissue kinetics. Br J Cancer, 1972, 26:239.
[2]Bancher C, Lassmann H, Breitschopf H, et al. Mechanisns of cell death in Alzheimer's disease. J Neural Transm, 1997 (suppl), 50:141.
[3]Pike CJ, Burdick D, Walencewicz AJ, et al. Neurodegeneration induced by β-amyloid peptides in vitro: the of peptide assembly state. J Neurosci, 1993,13:1676.
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收稿日期：1997-11-24
修回日期：1998-07-20, 百拇医药