基因體與細胞調控

細胞的形態與反應來自基因表現、表觀遺傳與非編碼 RNA 的共同調控。

DNA 序列提供藍圖，但細胞表型同時受 chromatin accessibility、DNA methylation、histone modification 與轉錄因子控制。miRNA 通常與目標 mRNA 配對，抑制轉譯或促進降解；lncRNA 則可作為 scaffold、guide 或 decoy，參與染色質與蛋白複合體調控。

• miRNA／siRNA：post-transcriptional gene silencing
• lncRNA：調節 chromatin、轉錄與蛋白複合體
• CRISPR-Cas：以 guide RNA 導引核酸酶進行基因編輯，概念上不同於 RNA interference

細胞適應：肥大、增生、萎縮與化生

面對持續壓力，細胞會改變大小、數量或分化方向，以維持存活與功能。

• 生理性 hypertrophy／hyperplasia 可由荷爾蒙或功能需求驅動；病理性肥大常見於壓力負荷。
• 鱗狀化生也見於維生素 A 缺乏、子宮頸轉化區；腸上皮化生可見於 Barrett 食道與慢性胃炎。
• Labile cells 持續分裂；stable cells 可在刺激後回到 cell cycle；permanent cells 再生能力有限。

可逆與不可逆細胞傷害

ATP 耗竭、粒線體受損、鈣離子失衡、ROS 與膜通透性改變，是細胞傷害的共同機轉。

缺氧或缺血使 oxidative phosphorylation 下降，ATP 耗竭後 Na⁺/K⁺ pump 失效、細胞與胞器腫脹，並因 glycolysis 增加造成乳酸堆積與染色質凝集。傷害持續時，粒線體 permeability transition、細胞內 Ca²⁺ 上升、ROS、膜脂與蛋白損傷彼此放大。

• 可逆：cell swelling、fatty change、ER dilation、ribosome detachment、plasma membrane blebs。
• 不可逆：粒線體功能無法恢復，以及 plasma／mitochondrial／lysosomal membrane 嚴重受損。
• Ischemia 同時中斷氧與營養且妨礙代謝物移除，通常比單純 hypoxia 更快造成傷害。
• Ca²⁺ influx 可活化 phospholipase、protease、endonuclease 與 ATPase；mitochondrial permeability 亦會促進 apoptosis。
• CCl₄ 經 CYP450 形成自由基，傷害 ER 與膜並造成 fatty liver；acetaminophen 過量的 NAPQI 會消耗 glutathione。
• Reperfusion 可救回細胞，也可能因 ROS、鈣超載、補體與白血球發炎反應加重傷害。

壞死與凋亡

Necrosis 常由嚴重外在傷害引起並伴隨發炎；apoptosis 是受調控的細胞清除程序。

• Coagulative necrosis：多數實質器官缺血，組織輪廓暫時保留；腦是重要例外。
• Liquefactive necrosis：腦梗塞與細菌性膿瘍；酵素消化使組織液化。
• Caseous necrosis：結核典型，可見無定形碎屑與周圍 granulomatous inflammation。
• Fat necrosis：急性胰臟炎的 lipase 釋放可造成 saponification 與鈣皂；外傷亦可造成。
• Fibrinoid necrosis：免疫性血管損傷或嚴重高血壓，可見亮粉紅血管壁沉積。
• Intrinsic apoptosis 由 BAX/BAK、cytochrome c 與 caspase-9 啟動；BCL2/BCL-XL 抑制此路徑。
• Extrinsic apoptosis 經 FAS/FASL 或 TNFR 啟動 caspase-8；CTL 亦可用 perforin/granzyme 清除標的。

蛋白壓力、自噬與調控性壞死

細胞會用 unfolded protein response 與 autophagy 維持蛋白及胞器品質；失衡時也可能啟動特殊死亡路徑。

• Unfolded protein response（UPR）先降低蛋白轉譯、增加 chaperone 與錯誤折疊蛋白降解；壓力持續則轉向 apoptosis。
• 蛋白折疊疾病包括 α₁-antitrypsin deficiency、部分神經退化疾病與遺傳性 amyloidosis。
• Autophagy 以 autophagosome 包裹細胞質與胞器，再與 lysosome 融合；飢餓、萎縮與胞器品質控制皆會啟動。
• Necroptosis 是 RIP kinase 相關、caspase-independent 的調控性壞死，形態與發炎反應偏向 necrosis。
• Pyroptosis 常由 inflammasome／caspase-1 啟動，伴 IL-1 釋放與感染相關發炎。

細胞內堆積、鈣化與老化

異常代謝、蛋白折疊、外來物質與細胞清除失衡，會形成可辨識的沉積與色素。

• 脂肪：肝臟 steatosis；膽固醇可見於 atherosclerosis 與 xanthoma。
• 蛋白：renal tubular reabsorption droplets、plasma cell Russell bodies、α₁-antitrypsin globules 與 Mallory-Denk bodies。
• 色素：lipofuscin 是 wear-and-tear pigment；hemosiderin 含鐵；bilirubin 與 jaundice 相關；carbon 可累積於肺與淋巴結。
• Dystrophic calcification 發生在壞死或受損組織且血鈣正常；metastatic calcification 與高血鈣／磷相關，常影響腎、肺、胃與血管。
• 細胞老化涉及 ROS 與 DNA damage、telomere shortening、proteostasis 下降、stem-cell exhaustion 與 senescent phenotype；caloric restriction／sirtuin 是常見研究軸線。

特殊染色與沉積物辨識

特殊染色把形態線索轉成可驗證的組織化學證據，考題常以顏色、標的物與疾病情境配對。

• H&E 是常規形態基礎：hematoxylin 染核偏藍紫，eosin 染細胞質與蛋白偏粉紅。
• Reticulin／silver stain 可顯示網狀纖維架構；實際判讀應結合臨床與其他染色。