5.2 稳态平衡例证
(1)活性氧稳态平衡
活性氧(ROS)在细胞中可以有正面和负面两种截然不同的作用,这取决于它存在的浓度。一方面,一定量(正常生理水平)的ROS 参与细胞信号传导和调节转录,是细胞发育增殖所必需的,并可参与ATP 的合成与分解,参与凝血酶原、胶原蛋白、花生四烯酸的合成与活化,参与杀死外来入侵的病毒、细菌(攻击细菌或病毒的基因组DNA 使其损伤)以及参与有毒物质的羟基化(肝脏解毒)。
另一方面,过量的ROS 可使细胞的线粒体或基因组DNA 氧化突变,引起各种退行性疾病,也可损坏线粒体膜结构和蛋白结构,引起细胞凋亡,因此必须在病理性ROS 的有效去除和保持生理性ROS 水平之间维持稳态平衡(图4.11)。
细胞通过调节过氧化物歧化酶(包括SOD-1,SOD-2 和SOD-3)的活性,来取得ROS 的稳态平衡,这种精细平衡可用于管控癌症、退行性神经疾病、干细胞耗竭等许多疾病。
(2)免疫力稳态平衡
细胞毒性T 细胞(cytotoxic T cell,Tc 或CTL),也称为杀伤性T 细胞。成熟的CTL 细胞受到抗原刺激后,可分化为效应细胞毒性T 细胞和记忆细胞毒性T 细胞,前者能特异性杀伤携带抗原的靶细胞,如移植细胞、肿瘤细胞及受微生物感染的细胞等。CTL 细胞的杀伤力较强,可反复杀伤靶细胞,而且在杀伤靶细胞的过程中本身不受损伤。当它们和靶细胞接触后,能释放穿孔素,嵌入靶细胞膜内形成多聚体穿膜管状结构,细胞因子便可通过此管状结构进入靶细胞,导致细胞溶解。CTL 细胞还能分泌颗粒酶,从小孔进入靶细胞,诱发靶细胞凋亡。但是,如果CTL 的活性过高,会开始攻击自体细胞,导致自身免疫疾病甚至免疫性不孕,因此人体内的免疫力必须处于稳态平衡。

图4.11 活性氧(ROS)的稳态平衡可用于管控疾病
为了保持免疫力的稳态平衡,人体内有一种专门调节细胞毒性T 细胞的细胞,称为调节性T 细胞(Treg)。Treg 细胞可以在胸腺中被选择分化,也可以在外周淋巴组织内由转化生长因子等细胞因子诱导分化和成熟。成熟的Treg 细胞通过细胞与细胞间直接接触,或通过分泌抑制性细胞因子来抑制CTL 细胞和其他CD8+T细胞的免疫活性,这种抑制作用不需要有特定抗原的存在。通过Treg 细胞的调节,人体内的效应T 细胞活性处于精细的稳态平衡之中,在有效杀伤靶细胞的同时,不会对自体细胞造成损害(图4.12)。但如果这种稳态平衡被破坏,就会导致严重自身免疫疾病或其他疾病的产生[14-19]。

图4.12 通过Treg 细胞对效应T 细胞的抑制达到免疫力稳态平衡
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