细胞运动与医学

第四节　细胞运动与医学

原发性纤毛运动障碍(PCD)或纤毛无运动综合征是纤毛超微结构具有特异的、先天性遗传缺陷导致的一组疾病。目前认为，PCD是一种常染色体隐性基因遗传病，有家族倾向。卡塔格内综合征是PCD的一种表现形式，由鼻窦炎、支气管扩张、内脏反位临床三联征组成。一些成年患者，精液检查精子无运动，导致不育。研究发现胚胎上皮的纤毛运动与内脏器官的右旋和双侧对称性有关，纤毛运动障碍时胎儿器官排列失常使内脏旋转不良。PCD的纤毛异常一般以内外动位蛋白臂的缺如为常见，故许多学者认为动位蛋白臂的缺如对PCD的诊断具有特异性。有报道PCD患者纤毛动位蛋白臂中ATP酶缺乏或代谢异常，以至微管滑行缺乏能量，使纤毛摆动受阻，而微管的异常组合亦将影响纤毛的清除功能。由于PCD纤毛异常的不可逆性，故患者气道的防御工具——黏液纤毛系统将不能正常工作。

与阿尔茨海默病(AD)临床症状的严重性最有关的是新皮质和海马中突触的丧失。突触丧失中断了脑内很多功能通路中的联系，引起多方面的功能障碍，尤其严重的是认知和记忆衰竭。因此，突触丧失是痴呆生物学的最合理的原因。究竟是什么原因引起突触丧失?早有学者提出，不正常的和有缺陷的轴浆流(axoplasmic flow)所引起的营养障碍可导致神经炎和轴突死亡。轴浆流是神经活动的基本机制，通过这种机制，基质和细胞器从细胞体运出，经轴突和树突运送至这两种突起的末梢;而其他产物从末梢运回至胞体。实验证明，这一运输过程主要依赖于完整无损的微管。微管一旦被融化或溃解，轴浆运输立刻终止。驱动蛋白为沿着微管顺行方向的快速运输提供动力，而动位蛋白是逆行运输方向的动能。这两种运动蛋白通过水解ATP获得能量，但两者必须沿着完好无缺的微管起作用。早在30多年以前，皮质活体组织的电镜研究首次证明，在AD的神经元中，微管是缺乏的或是扭曲变形的。目前正在进行运动蛋白异常的研究也将为通过轴浆流减少的方式而引起AD突触丧失的假说作出贡献。

癌症患者恶化细胞内的微丝短、微丝束减少。由于微丝的组装发生了变化，使微丝不能呈束，间期恶化细胞内的微管数目减少。由于钙调蛋白增多，抑制微管聚合，使癌细胞细胞器的运动发生异常。

肿瘤的浸润和转移是恶性肿瘤的生物学特征之一。与肿瘤转移的有关因素很多，其中肿瘤细胞活跃的移动能力是浸润生长的重要因素。实验表明，具高度侵袭力的肿瘤细胞，往往同时具有活跃的移动能力。有报道肿瘤细胞内微管存在的状况以及在各种影响因素作用下，微管的形态改变特征与肿瘤细胞侵袭及肿瘤转移潜能有关。观察显示，细胞的伪足是运动和侵袭的部分，去核的伪足细胞部分虽然不能保持长久存活，但仍表现出具有对刺激的感受和朝向刺激物方向的运动能力。作为细胞骨架系统成分之一的微管，分散在胞质中，在正常细胞运动及肿瘤侵袭的活动中起着重要作用。许多微管抑制物如秋水仙碱能与微管蛋白α、β结合，阻止二聚体形成;长春碱破坏业已形成的微管，从而起到抗肿瘤作用。有报道抗癌药道诺红菌素能破坏细胞微管成分，微管的破坏可能抑制肿瘤细胞的转移。

有研究表明，正常胆道括约肌细胞含有大量排列整齐、集结成束的微丝及密体，这是胆道括约肌产生的“高压带”，是调节胆流的重要结构基础。如果某些因素促使这一结构发生构型或数量的变化，必将影响到胆道括约肌的收缩功能，继而对整个胆系产生重大影响。因此胆道括约肌细胞骨架的改变，对于目前所谓胆道括约肌功能紊乱及胆结石成因等的解释均具有重要意义。

相信在不久的将来，随着细胞骨架的基础研究的进展，在这方面探讨疾病的发病机制和治疗手段将大有可为。现在凭借荧光显微镜、透射电镜技术、超高压电镜技术、免疫组化技术等进行研究，这些技术的局限性也使目前的研究难以深入。随着技术的发展，必将揭示细胞骨架在某些疾病发生中的作用，找到更好的治疗方法，使基础研究为临床实践提供理论依据。

(新疆医科大学　周　勇　复旦大学　刘　雯)