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人体内细胞死亡速度有多快?平均每分钟死亡30微米
作者:任天 发布时间:2018-8-21 浏览次数:65 
科学家发现,细胞凋亡的过程其实是一种“触发波”

  新浪科技讯 北京时间8月21日消息,据国外媒体报道,我们身体里的细胞一直在死亡,但死亡速度有多快呢?现在我们知道了这个问题的答案。

  在发表于8月10日《科学》(Science)杂志的论文中,科学家指出,死亡在细胞内就像一股持续不断的波动,其“移动速度”大约为每分钟30微米(1微米等于1毫米的千分之一)。举例来说,神经细胞的长度可达100微米,因此需要长达3分钟20秒的时间才能死亡。

  这听起来似乎有点不可思议,但正是这种“死亡波动”使我们能保持活着和健康的状态。细胞凋亡(又称细胞程序性死亡)是清除我们身体中不必要或有害的细胞——比如被病毒感染的细胞——所必需的。细胞凋亡还能帮助发育中的胎儿塑造器官和其他特征。值得一提的是,还存在另一种细胞死亡的方式,即细胞坏死,通常出现于对应激事件(比如缺氧)的非计划反应中。

  如果细胞凋亡过程不能正常运行,将会带来可怕的后果。例如,如果细胞凋亡不发生,那存活的细胞就可能发展成癌细胞,并开始不断增殖。

  “有时候,细胞死亡会发生在我们不希望它们死亡的时候,比如在神经退行性疾病中。有时候,当我们希望细胞死亡的时候,它们又没有死亡,比如在癌症发生的时候,”研究作者、斯坦福大学化学和系统生物学及生物化学教授詹姆斯·费雷尔(James Ferrell)在声明中说,“而如果想介入的话,我们就需要了解细胞凋亡的调节机制。”

  细胞凋亡有时又被称为“细胞自杀”,因为这是一个自我毁灭的过程。一开始,来自细胞内部或外部的信号会通知细胞内部的胱天蛋白酶(Caspases,一类半胱氨酸蛋白酶的统称),使其开始裂解细胞的过程。然而,此前科学家一直不清楚细胞凋亡在触发之后在细胞内部传播的机制。

  为了弄清楚这一过程,费雷尔及其团队观察了自然界中一种较大的细胞——非洲爪蟾(学名:Xenopus laevis)的卵细胞——内部的细胞凋亡过程。他们将取自卵细胞的液体装入试管,然后触发细胞凋亡。他们采用了荧光蛋白进行标记,当荧光出现时,代表细胞凋亡正在发生。

  研究人员发现,荧光在试管中以一定的速度移动。如果细胞凋亡是以简单的渗透过程(物质从高浓度向低浓度移动)进行的话,那移动速度就会逐渐变慢。

  排除了渗透机制之后,研究人员认为,他们观察到的移动过程应该是“触发波”(trigger waves),就像是“火在野地里的传播”一样。首先是蛋白酶被激活,然后它们又激活了其他蛋白酶,再激活另一些酶,直到整个细胞被摧毁。

  “(细胞凋亡)以这种方式传播,不会减慢速度,不会逐渐减弱,”费雷尔在声明中说,“它的步伐不会变小,因为它的每一步都在将不活跃分子转变成活跃分子,直到细胞凋亡传播到细胞的每个角落和缝隙。”

  接下来,研究团队观察了自然状态下卵细胞内部的细胞凋亡过程。他们注意到,非洲爪蟾的卵细胞在死亡时颜色会变深。于是,他们设置了能自然引发卵细胞死亡的初始条件,并拍摄接下来发生的过程。与试管研究类似,卵细胞颜色变暗的平均速率也是每分钟30微米。

  费雷尔表示,这种“触发波”其实在自然界中比比皆是。触发波还能帮助细胞增殖,帮助神经细胞在大脑中传导信号,以及帮助病毒从一个细胞感染另一个细胞。费雷尔和他的团队希望找出更多生物学中触发波的例子。

 
 
 

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