旧细胞可通过彻底排出“废物”而非降解处理实现年轻化返祖,从而更有效地响应损伤修复。来自美国圣路易斯华盛顿大学医学院和贝勒医学院的研究团队首次发现,受伤细胞会同步排出内质网膜、分泌颗粒内容物和硫酸化糖蛋白等成熟结构。这种被命名为“cathartocytosis”的新机制,使细胞能快速转化为可增殖的原始状态,避免因自噬降解消耗能量。
当组织损伤发生时,分化细胞会通过去分化获得部分多能性以完成修复。以胃肠细胞为例,它们通过瓦解成熟结构转化为表达松弛肽的化生细胞(spasmolytic-polypeptide-expressing metaplasia cells)。虽然这种称为“paligenosis”的可控解构过程已被广泛研究,但研究团队通过小鼠胃损伤模型发现了新的自我清除机制。
研究采用免疫组化、共聚焦显微镜分析组织样本,结合Azure A染色和聚焦离子束扫描电镜进行三维重建,氯仿提取法分离特定分子。结果显示,受伤细胞同步启动溶酶体消化和胞外排废,且这种排废机制与自噬过程完全独立。研究通讯作者Jeffrey W. Brown指出,成熟细胞器会阻碍修复进程,细胞通过快速清洁获得可增殖的原始状态,该机制可能在多种组织中普遍存在。
机制的双重影响
尽管cathartocytosis可提升损伤修复效率,但大量排废可能诱发慢性炎症相关疾病。研究指出该机制或参与幽门螺杆菌感染引发的胃癌进程,其排入体内的废物可能通过炎症反应加剧病情。团队建议将该机制作为胃肠癌早期生物标志物的探索方向,同时警示长期存在的老化突变细胞通过返祖修复可能导致癌变风险。
“这些胃部长寿细胞在损伤修复中面临双重困境”,研究负责人Jason Mills总结道,“老化细胞积累的突变通过返祖形成干细胞样状态时,损伤引发的炎症环境可能固定并扩增有害突变,最终导致癌症发生。”
原始文献
Brown JW等. Cathartocytosis: jettisoning of cellular material during reprogramming of differentiated cells. Cell Rep. 2025, doi:10.1016/j.celrep.2025.116070
【全文结束】