人有生老病死，细胞也不例外。作为生物体的基本单位，细胞的“生老病死”和人体健康息息相关，细胞死亡是维持组织机能和形态所必须的，在漫长的进化历程中，生物体的细胞也有了各种各样的死亡形式。前两期推文中，给大家介绍了细胞凋亡和细胞自噬，今天的推文中，让我们一起来了解细胞坏死的相关内容。

 

细胞坏死的定义

细胞坏死(Necrosis)是极端的物理、化学或其他严重的病理性因素诱发的细胞死亡，是病理性细胞死亡。

细胞本身存在着一个“程序”，如果细胞根据“程序”的设定工作运行直至死亡，那么我们就称它的死亡是程序性死亡。但是如果细胞中途出了点小事故，脱离了“编程”控制，那么这样死亡的细胞就是非程序性死亡，即细胞坏死。

长期以来细胞坏死被认为是因病理而产生的被动死亡，但是近期的研究表明，细胞坏死可能是细胞“程序性死亡”的另一种形式，具有包括引发炎症反应在内的重要生理功能。当细胞凋亡不能正常发生而细胞必须死亡时，坏死作为凋亡的“替补”方式被采用。

 

细胞坏死的病理性变化

细胞核的改变：这是细胞坏死的主要形态标志，表现为核浓缩，核碎裂，核溶解；

细胞质的改变：由于胞质发生凝固或溶解，HE染色呈深红色颗粒状，如肝细胞坏死出现的嗜酸性小体；

间质的改变：由于各种溶解酶的作用，基质崩解、胶原纤维肿胀、断裂或液化，与坏死的细胞融合成一片，呈红染的颗粒状无结构物质。

图1. 细胞坏死的过程示意图

细胞坏死的类型

细胞坏死依据组织内蛋白质变性不同可分为以下几种类型：

1.凝固性坏死：凝固性坏死是指局部组织细胞死亡后表现的干性状态，也称为缺血性坏死，这些组织细胞由于失水、蛋白质凝固，而形成干燥的凝固体。凝固性坏死中也有一些特殊的类型，比如干酪样坏死，常是结核杆菌感染引起，由于结核杆菌的作用，导致组织坏死以后呈黄色、软软的干酪样状态；

 

2.液化性坏死：是组织细胞死亡后表现出一种液化性状态，称为液化性坏死，多见于含有蛋白质比较少、脂肪或者水分比较多的组织，坏死以后容易发生溶解、液化。脂肪坏死也是一种液化性坏死，主要是由于脂肪细胞的崩解、坏死而呈液态；

 

3.纤维素样坏死：这种坏死只有在医学显微镜下才可以看到，表现为坏死以后的小条或者小块状无结构的组织，性状像纤维蛋白一样，因此称为纤维素样坏死；

 

4.坏疽：坏死的组织细胞继发细菌感染，导致这些坏死组织呈现黑色、暗绿色的形态。坏疽包括干性坏疽，也就是凝固性坏死，还有的呈湿性坏疽，类似于液化性坏死。还有些坏疽会产生大量气体，称为气性坏疽，这种气性坏疽往往是在液化性坏死的基础上形成，属于特殊湿性坏疽的类型。

 

细胞坏死与细胞凋亡、细胞自噬的区别

虽然凋亡、自噬与坏死的最终结果极为相似，但它们的过程与表现却有很大差别。

细胞凋亡作为细胞主动结束生命的一种类型，在维持机体稳定的过程中起着非常重要的作用；其发生是受程序控制，逐步激活凋亡通路引起的，不产生炎症。细胞自噬是细胞内受损的细胞器或老化的蛋白质被细胞内溶酶体吞噬，是细胞的一种自我保护，通常会引发炎症。而细胞坏死往往是细胞急性结束生命的类型，会有细胞内含物释放到细胞外，进而导致炎症。三者都是细胞死亡的方式，但在起因、机制、细胞各部分形态等方面有很大的差异。

 

表1. 细胞凋亡、细胞自噬和细胞坏死的区别

_	凋亡	自噬	坏死
起因	生理或轻微病理性刺激因子诱导   发生	营养缺乏或激素诱导	病理性刺激因子诱导或剧烈损伤
细胞膜	膜结构完整	膜结构完整	细胞膜破裂
细胞形态	减小、固缩	产生空泡	细胞肿胀增大，变形
DNA	降解为180~200 bp及其整数倍的片段	随机降解	随机降解
细胞器	保持完整，未崩解	被自噬体吞噬，最终被溶酶体消化	变形或肿大
溶酶体	保持完整，酶不外溢	在自噬后期形成自噬溶酶体	破坏，酶外溢
结局	膜成芽形成凋亡小体，被巨噬细胞吞噬	胞浆空泡化，自噬小体形成，通过溶酶体清除物质	细胞破裂、溶解，残屑被巨噬细胞吞噬
炎症反应	不引起周围组织炎症反应	会引发炎症，从而增加肠道疾病的发生风险	引起周围组织被巨噬细胞吞噬
分子机制	与蛋白酶Caspase基因家族有关	在溶酶体的作用下发生	与蛋白激酶RIP3表达有关

   图2. 细胞凋亡与坏死的比较示意图

 

如何检测细胞坏死？

前面介绍了细胞凋亡、细胞自噬和细胞坏死的区别，那么如果你用某些物质处理细胞后，细胞死亡了，如何判断它属于哪种死亡方式呢？细胞凋亡和细胞自噬的检测方式有很多，可以戳细胞死亡大盘点—细胞凋亡和细胞死亡大盘点—细胞自噬查看，而要进行细胞坏死的检测，首先需要判断细胞膜是否破裂，检测方法包括：

 

1.形态学观察：透射电镜或扫描电镜观察，如果有一个个膜完整的小体，那就是凋亡；如果细胞膜破裂，那就是坏死。

2.免疫荧光或流式方法：PI或7-AAD染色，因为PI、7-AAD可以与DNA结合，如果细胞膜破裂，染料就可以进入细胞内，从而发荧光。

再通过诱因判断是程序性坏死还是被动的细胞坏死，如果是物理因素，比如极端环境，那就是被动的细胞坏死。

 

小结

在细胞死亡的相关研究中，最开始认为凋亡和坏死是细胞的两种主要方式，凋亡是一种受到严密调控的程序性的主动死亡方式，不会释放炎症因子；而坏死则是一种意外的、不受调控的非程序性的被动死亡方式，会释放炎症因子。然而随着研究的进展，越来越多的研究表明，坏死其实也受到信号通路的严密调控，称为调节性坏死。目前已知的调节性坏死有坏死性凋亡、铁坏死(Ferroptosis)、铜死亡、双硫死亡、Parthanatos和亲环素D (CypD) 依赖的坏死等。

 

本期关于细胞坏死的介绍就到这里了，下期推文我们将给大家带来坏死性凋亡的介绍，欢迎关注~