细胞周期检查点与细胞凋亡

检查点是监控机制，它暂停细胞周期，直到完成关键步骤——例如完整的DNA复制或正确的染色体附着——而细胞凋亡是一种程序性的、有序的细胞死亡形式，当损伤无法修复时，它会清除细胞。它们共同保护基因组完整性并调节细胞数量。

Definition

细胞周期检查点是调节性监控回路，响应不完整或有缺陷的事件而暂停细胞周期进程，而细胞凋亡是一种基因编程的细胞死亡途径，其特征是细胞收缩、染色质浓缩以及分裂成膜结合体，这些膜结合体在不引起炎症的情况下被清除。

Scope

本条目描述了主要的细胞周期检查点（G1/S和G2/M转换处的DNA损伤检查点以及有丝分裂中的纺锤体组装检查点），它们如何阻止细胞周期，以及当阻止和修复失败时细胞凋亡如何作为一种补充命运。它将检查点和程序性细胞死亡视为细胞生物学主题，而非临床指导。

Key concepts

• DNA损伤检查点
• G1/S（限制）检查点
• G2/M检查点
• 纺锤体组装（有丝分裂）检查点
• 检查点信号传导和细胞周期停滞
• 细胞凋亡（程序性细胞死亡）
• 基因组完整性和肿瘤抑制

Mechanisms

Hartwell和Weinert将检查点定义为控制回路，使后期的细胞周期事件依赖于早期事件的成功完成；当检测到问题时，信号通路会抑制相关的细胞周期蛋白-CDK活性并阻止细胞周期。G1/S和G2/M处的DNA损伤检查点会延迟复制或有丝分裂，直到损伤得到修复，而纺锤体组装检查点会阻止后期，直到每个着丝粒都正确附着到纺锤体上，正如Elledge所综合的。当阻止无法解决问题时，细胞可能会通过细胞凋亡被清除——细胞凋亡是由Kerr、Wyllie和Currie首次在形态学上定义的有序的、程序性的死亡，其中细胞浓缩并分裂成被吞噬的细胞体，而不会引发炎症。检查点和细胞凋亡控制的丧失允许受损细胞增殖，这是癌症生物学中反复出现的主题，由Vermeulen及其同事进行了综述。

Clinical relevance

检查点和细胞凋亡通路是描述肿瘤抑制功能和治疗反应的基础，它们的失效与基因组不稳定和不受控制的增殖有关。本条目是对这些控制机制的参考描述，不提供诊断或治疗指导。

History

检查点概念由Hartwell和Weinert于1989年从酵母遗传学中阐明，将细胞周期顺序重新定义为强制性依赖而非固定时间。与此同时，Kerr、Wyllie和Currie在1972年对细胞凋亡的描述认识到一种独特的、受调节的细胞死亡模式，作为增殖的正常对应物。随后的分子工作，由Elledge综合，绘制了连接损伤感知到细胞周期停滞以及必要时连接到程序性死亡的信号通路。

Key figures

• Leland Hartwell
• Stephen Elledge
• John Kerr
• Andrew Wyllie

Seminal works

• hartwell-weinert-1989
• kerr-1972
• elledge-1996

Frequently asked questions

什么是细胞周期检查点？

检查点是一种监控机制，它暂停细胞周期，直到满足关键条件——例如完整的DNA复制、DNA损伤修复或所有染色体正确附着到纺锤体上——这样，后期事件就不会在早期事件正确完成之前开始。

细胞凋亡与细胞周期有何关系？

细胞凋亡是一种程序性的细胞死亡形式，当检查点停滞和修复未能解决损伤时，它可能会被触发；它不是允许有缺陷的细胞分裂，而是以有序的方式分解细胞，作为细胞数量和基因组完整性的补充控制。