细胞生物学/细胞核与疾病

细胞核 - 核膜 - 染色质与染色体 - 核仁 - 核基质 - 细胞核的功能 - 细胞核与疾病
细胞核是细胞生命活动的控制枢纽，细胞核的结构和功能受损，将导致严重的后果，常会引起细胞生长、增殖、分化等的异常，从而导致疾病的产生。

细胞核结构异常与疾病

细胞核内遗传物质改变将导致遗传病，根据遗传物质改变的不同，可分为染色体病和基因病。染色体异常可以表现为染色体的数目异常，也可表现为染色体的结构异常。由染色体数目和结构异常所引起的疾病称染色体病(chromosomal disease)。常见的染色体病有： 21三体综合征、先天性睾丸发育不全综合征等。由于染色体病往往涉及许多基因，所以常表现为复杂的综合征。而由基因突变引起的疾病称为基因病，包括单基因病、多基因病。常见的单基因病有：短指、遗传性舞蹈症、先天性聋哑、白化病、色盲、血友病等。而少年型糖尿病、哮喘、冠心病、原发性高血压、精神分裂症等则属于多基因病。还有一些疾病，与细胞核形态结构的改变密切相关。

肿瘤细胞核异常

与正常细胞相比，肿瘤细胞增殖、生长旺盛，代谢活动活跃，其细胞核的形态结构有很多的异常。在肿瘤细胞中，细胞核通常较大，核质比增高。核的形状表现为：拉长、边缘呈锯齿状、凹陷、长芽、分叶及弯月形等畸形。在骨髓瘤细胞中，甚至出现仅细胞核分裂但细胞质不分裂而形成的双核细胞（四倍体）。
肿瘤细胞的核膜增厚且呈不规则状，可出现小泡、小裂状突起。核孔的数目在肿瘤细胞中往往增加。肿瘤细胞核仁大而数目较多，常规染色的肿瘤细胞中核仁深染。这是由于这些核仁的形态变化反映了肿瘤细胞活跃的RNA代谢的变化。
恶性肿瘤细胞的组蛋白磷酸化程度升高，磷酸化可以改变组蛋白中的赖氨酸所带的电荷，降低组蛋白与DNA的结合，从而有利于转录的进行。
肿瘤细胞的染色质沿核的周边分布并呈粗颗粒或团块状，分布不均匀。当染色质形成染色体时，可出现正常或异常的有丝分裂相。肿瘤组织的有丝分裂相数目一般是增多的，据此可诊断某些类型的恶性肿瘤。
染色体异常被认为是肿瘤的特征之一，很多的肿瘤细胞都有染色体畸变。染色体的变化是肿瘤早期诊断的客观指标，在医学上具有一定的意义。

核纤层蛋白异常与早衰

在人类早老征患者的表皮细胞中，电镜观察发现核纤层增厚的现象。核纤层不仅能稳定核膜结构，而且与异染色质组装、基因的转录以及DNA复制等密切相关。核纤层主要由两类蛋白组成：A型核纤层蛋白和B型核纤层蛋白。A型核纤层蛋白主要包括Lamin A和Lamin C，B型核纤层蛋白主要包括Lamin Bl和Lamin B2。当编码核纤层的基因发生突变，可以直接引起细胞核纤层的损伤，造成细胞衰老，也将引发机体一系列与衰老相关的退行性病变。Lamin A及其结合蛋白的突变将影响核膜蛋白的定位和功能，或影响基因组的稳定性，导致早老的发生。人类早老征患者Lamin A合成障碍，有毒性的Lamin A前体的累积，人类正常年老细胞中同样存在Lamin A减少。

核转运异常与疾病

雄激素受体(androgen receptor, AR)在男性第二性征的发育及前列腺的生长过程中起着重要的作用，其核定位对个体正常的生理状态非常重要。在胞质中Import α通过识别AR上的核定位信号(NLS), 并与其结合，然后再与Import β结合，AR-Import α-Import β复合体通过核孔复合体进细胞核，然后将AR释放。AR或AR的NLS位点的突变（如：Lys630、Lys632、Lys633)会严重影响AR与Import α的结合，导致AR不能正常入核。AR或者AR的NLS位点的突变体造成的AR 异常，其亚细胞定位明显与前列腺癌以及雄激素不敏感症相关。

端粒异常与疾病

研究发现高血压患者内皮细胞中端粒长度存在异常。对体外高血压动物模型研究发现，血管平滑肌细胞的端粒消耗加速，由此可能对血管平滑肌细胞增殖与凋亡失衡产生影响。在非胰岛素依赖性糖尿病人的白细胞中也出现端粒长度缩短的现象，因此有人推测一些与年龄老化相关疾病（如高血压、糖尿病、动脉粥样硬化和恶性肿瘤等）的发生机制可能与年龄增加导致的端粒磨损加速、长度缩短相关，端粒的这些异常增加了疾病等位基因杂合性丢失的机率及染色体基因型的不稳定，使发病风险升高。