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细胞自然凋亡的速度到底是多少?人体真的七年一次大换血吗?

2018-08-17 10:23:00 来源: 前瞻网 作者:
摘要:
我们体内的细胞每时每刻都在死亡,现在我们知道了这些细胞死亡的速度。
8月10日发表在《科学》(Science)杂志上的一项新研究报告称,科学家们发现,死亡在细胞

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我们体内的细胞每时每刻都在死亡,现在我们知道了这些细胞死亡的速度。

8月10日发表在《科学》(Science)杂志上的一项新研究报告称,科学家们发现,死亡在细胞内以一分钟30微米(千分之一英寸)的速度持续传播。这意味着,例如,一个大小可以达到100微米的神经细胞,可能需要3分20秒才能死亡。

这听起来可能有点病态,但正是这种致命的传播蔓延让我们得以生存和保持健康。细胞凋亡,或程序性细胞死亡,是清除体内不必要或有害细胞(如那些被病毒感染的细胞)的必需手段。它还有助于塑造发育胎儿的器官和其他特征。(细胞死亡还有另一种方式,叫做坏死,这是一种截然不同的细胞死亡过程,是细胞对压力事件的意外反应。)

如果细胞死亡这个过程不能正常发生,后果将是非常可怕的。例如,癌症细胞,在死神的镰刀下死里逃生之后继续快乐地存活着,并开始逐步扩散,而不是死亡。

“有时候,我们的细胞在我们不想让它们死亡的时候就会死亡,比如说,在神经退行性疾病中,有时候,我们的细胞在我们想它们死的时候反而不会死,比如说,在癌症中。”斯坦福大学化学与系统生物学和生物化学教授、资深作家詹姆斯·费雷尔博士在一份声明中说。“如果我们想对这个过程进行干预,我们必须要了解细胞凋亡是如何调控的。”

细胞凋亡有时也被称为“细胞自杀”,因为这是一个自我毁灭的过程。它从细胞内部或外部的一个信号开始,这个信号通知细胞内的凋亡蛋白酶令其开始分裂细胞。但是细胞凋亡在被触发后是如何在细胞中传播的还不清楚。

为了弄清楚这一点,费雷尔和他的团队观察了自然界中较大的细胞之一:非洲爪蛙的卵细胞的凋亡过程。他们用鸡蛋中的液体填充试管,并触发了细胞凋亡,他们通过用荧光标记与细胞凋亡相关的蛋白质来观察细胞凋亡的过程。如果他们看到荧光,那就意味着细胞正在发生凋亡。

他们发现荧光以恒定的速度穿过试管。但根据这项研究,如果细胞凋亡是通过简单的扩散(物质从高浓度的区域扩散到低浓度的区域)而发生的话,那么这一过程将会在最后放缓。

但是结果却出乎意料之外,研究人员得出的结论是,他们观察到的过程一定是“触发波”,他们将其比作“一场火的蔓延”。首先被激活的凋亡蛋白酶会激活其他的凋亡蛋白酶分子,这些分子又会激活其他分子,直到整个细胞被摧毁。

“它以这种方式传播,从不减速,也从不消失,”费雷尔在声明中说。“它的振幅不会降低,因为它每一步都是通过将更多不活跃的分子转化为活跃分子来产生自己的动力,直到细胞凋亡扩散到细胞的每一个角落。”

然后研究小组想要在鸡蛋内部观察这个过程,就像在自然界里一样。他们注意到青蛙卵死后颜色变深了。因此,他们触发了自然导致青蛙卵死亡的条件,并记录了发生了什么。同样,细胞以平均每分钟30微米的速度变黑。

费雷尔说,这种触发波实际上在自然界中普遍存在。触发波还有助于细胞繁殖,神经元在大脑传播信号,病毒在细胞间的传播。费雷尔和他的团队希望找到生物学中其他触发波发生的情况。

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