科學家們發現“刺客”細胞會殺死“無辜”細胞

在海法大學最近進行的一項研究中,首次發現了一個涉及“謀殺”活的、新生成的細胞的過程。這項研究在《科學進展》雜誌上描述,發現在果蠅的整個細胞分化過程中,吞噬細胞會消耗和破壞健康的活細胞。

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我們發現,吞噬細胞可以作為‘兇手’發揮作用。眾所周知,吞噬細胞吞噬和溶解死細胞,但我們首次表明,它們也會殺死新產生的正常細胞。從本質上講,我們已經描述了一種新的細胞死亡機制。”海法大學人類生物學系主任、該研究的作者Hilla TOLEDano教授解釋說:“我們對細胞死亡的機制了解得越多,我們就越能理解如何應對各種疾病,特別是癌症。”

一些身體組織的起源,包括皮膚、頭髮、胃和睾丸,都可以追溯到幹細胞。通過不斷提供新細胞以取代舊細胞,這些強大的幹細胞使組織得到補充。在這個過程中,每個幹細胞都會分裂成兩個細胞,其中一個被保留下來供將來使用,另一個則發展為取代組織中失去的細胞。

在目前的調查中, Toledano教授、Estee Kurant教授和海法大學的一組科學家研究了果蠅的性細胞。由於果蠅和人類的許多分子過程是相似的,因此在這種情況下,它們可以作為一個有效的模型。

果蠅研究很有用,因為它有能力監測活體組織中的過程,而且基因改變很簡單,可以準確識別細胞過程。多年來,有六位諾貝爾獎獲得者在果蠅中發現了在人類中保存的生物機制。

如前所述,雄性果蠅的精子分化過程是由一個幹細胞分裂成兩個細胞–幹細胞和一個被稱為祖細胞的細胞開始的。這個過程一直持續到形成功能性精子為止。研究人員在過去的研究中已經知道,這些祖細胞中有四分之一會消亡,不會發育成精子。本研究的目的是為了更好地了解這些細胞的情況。

人體有一個成熟而關鍵的機制,叫做細胞死亡。在正常情況下,當發生嚴重突變或達到目的后,細胞有能力“自殺”。吞噬細胞來“吃掉”垂死的細胞,有效地將其內容物帶走並溶解掉。眾所周知,吞噬細胞有時會“吃掉”已經完成抵禦入侵者的工作的免疫系統細胞。

在目前的研究中,研究人員發現吞噬細胞“謀殺”了睾丸中四分之一的祖細胞,儘管這些細胞沒有做任何“錯事”,只是處於分化過程中;它們仍然是新細胞,而且在所有方面都沒有異常。

在第一階段,研究人員阻止了吞噬細胞的吞噬能力,並且在組織中沒有發現死細胞。換句話說,吞噬細胞對原生細胞的死亡負有責任。

在第二階段,研究人員使用實時成像監測活體組織,發現祖細胞被吞噬細胞“活活吞下”,然後才開始死亡過程。“我們首次發現了一個需要‘謀殺’完全正常細胞的過程。我們仍然不知道為什麼會發生這種情況。也許這個過程的目的是提供養分,以便在生物體的整個生命過程中保持幹細胞的功能群體。”

除了了解一個新的機制外,這項研究還能促進我們開發控制細胞死亡的藥物和手段的能力,當然,特別是治療癌症。“腫瘤的特點是持續增長和自然細胞死亡過程的破壞。如果我們設法在這個過程中引入能夠消除活體癌細胞的吞噬細胞,我們將能夠控制腫瘤的生長。我們對細胞死亡的機制了解得越多,我們就能更好地利用這些過程來擺脫癌細胞,”Toledano教授總結說。

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