细胞凋亡对机体的发育和代谢至关重要,然而它具体是怎样发生的?一个细胞的死亡如何引发周围其他细胞的死亡?最近,斯坦福大学研究人员首次观察到了细胞凋亡的传播过程。
编译戚译引
斯坦福大学博士后程显瑞(XianruiCheng)和导师JamesFerrellJr.发现,细胞凋亡以波的形式传播,速度大约是每分钟30微米。该研究于年8月10日在《科学》(Science)发表。
令非洲爪蟾细胞死亡的触发波。(图片来源:Chengetal)
细胞凋亡是细胞程序性死亡的一种形式,在动物的生长发育和维持组织稳态过程中发挥了重要的作用,例如人类胚胎手指间“蹼”的消失。Ferrell说:“有时候我们不希望死掉的细胞死了,就成了神经退行性疾病;有时候我们想让细胞死,可它就是不死,就成了癌症。要想干预这些过程,我们就需要理解细胞凋亡的调控机制。”
关于细胞凋亡的具体形式,学界曾经有两个猜想,即反应扩散模型和触发波。反应扩散模型认为,和细胞凋亡有关的蛋白质在细胞内自由扩散,最终导致整个细胞的死亡,这一过程会随着时间推移而减缓;而触发波理论认为,一个细胞的死亡引发更多周边细胞死亡,就像多米诺骨牌倒下一样,反应速度保持稳定,甚至有可能增加。
程显瑞和导师Ferrell在非洲爪蟾(Xenopuslaevis)的卵子提取物中观察了细胞凋亡的过程。他们用绿色荧光染料追踪半胱氨酸蛋白酶(即caspase蛋白)的活动,这种酶在细胞凋亡过程中发挥着重要的作用。他们发现,细胞凋亡在试管中传播的速度大约是每分钟30微米,并且在走过几毫米之后,传播速度没有下降。
两人在完整的非洲爪蟾卵细胞中重复了这个实验,确认了波的存在。他们还发现,细胞凋亡某种程度上取决于细胞中线粒体的数量和分布情况。
Ferrell和共同作者XianruiCheng观察装着一个爪蟾卵细胞的玻片。(图片来自白癜风有哪些表现一般治疗白癜风要多少钱