完整免疫细胞(左列)在添加激素触发爆炸后仅100秒就已解体(右列)。细胞质膜(底部一排,黄色)在添加激素后60秒开始破裂。
来源:C. Chai 等人/《细胞》
科学家新发现一类名为"爆裂母细胞"(ruptoblasts)的免疫细胞,它们在被触发时会发生爆炸,向周围喷射有毒化学物质,能在几分钟内杀死邻近细胞。研究团队将这种现象称为"爆裂死亡"(ruptosis),认为这是一种新型的细胞死亡方式,与其他已知的细胞死亡类型存在显著差异。
这项发表在最新一期《细胞》杂志上的研究成果被哈佛大学陈曾熙公共卫生学院的细胞死亡研究专家Kristopher Sarosiek评价为"非常有趣且发人深省"。他表示,虽然其他形式的细胞死亡与之有相似之处,但没有一种完全相同,"这使得爆裂死亡成为一种全新现象"。
消失的细胞
研究团队在探索地中海三角涡虫(Schmidtea mediterranea)的过程中偶然发现了这类细胞。扁形虫因其惊人的再生能力——一只被切成多块的扁形虫能够各自再生为完整的个体——而长期受到科学家关注。这类生物虽然缺乏抗体等免疫分子,但在再生过程中仍能对病原体产生强大的免疫反应。加州斯坦福大学的生物体生物学家Bo Wang及其同事对这些扁形虫如何应对免疫挑战产生兴趣,开始从细胞层面研究这些生物。
在早期观察中,研究人员在显微镜下发现了一些异常现象:某些细胞似乎会迅速消失,周围区域则形成一片空白,布满死亡细胞。在确认这些现象并非实验误差后,研究团队将这些"消失"的细胞命名为"爆裂母细胞",并着手对其进行详细研究。
研究发现,爆裂死亡过程似乎由一种名为activin的蛋白质触发。Activin是一种广泛研究的激素,与细胞分化和免疫信号传导密切相关。当爆裂母细胞检测到activin时,细胞内部储存的钙会迅速沿着细胞骨架积累,导致细胞内外形成强烈的钙梯度。这一过程可在检测到activin后不到两分钟内引发细胞爆炸。
体外实验显示,单个细胞的爆裂死亡最多可杀死周围70个细胞,包括细菌、扁形虫和哺乳动物细胞,甚至包括人类细胞。Wang表示:"细胞破坏的速度和彻底性让我们非常惊讶。"
一种新的死亡方式
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