在细胞吃细胞的世界里，钙离子在坏死细胞中激活“吃我”信号

时间：2021-05-08 00:00:00 来源：网络整理

就像人们保持房间整洁和杂乱一样，身体里的一群细胞负责清理身体产生的废物，包括死亡细胞。这些管家细胞通过吞噬作用清除多余的物质，字面意思就是“吃掉细胞”。管家吞噬和摄取垂死的细胞，并分解它们，有效地消除它们。

“吞噬作用对人体健康非常重要，”周郑博士说。他在贝勒医学院(Baylor College of Medicine)的实验室多年来一直在研究吞噬作用，为这一重要过程提供了关键的新见解。“当这种细胞吞噬细胞的过程失败时，死亡的细胞将失去完整性，分解并将其内容释放到周围的组织中。倾倒这些细胞会导致直接的组织损伤并引发炎症和自身免疫反应。如果垂死的细胞被病毒感染，释放细胞内的物质就会传播感染。”

在目前的研究中，周教授和她的同事专注于坏死，一种由损伤或疾病引起的细胞死亡类型。坏死主要与中风、癌症、神经退行性疾病和心脏病有关。研究小组对坏死细胞显示的信号进行了更详细的研究，这些信号暗示了“吞噬”或吞噬细胞吞噬并消除死亡细胞。

“在之前的工作中，Zhou实验室显示坏死细胞的信号是磷脂酰丝氨酸，这是一种脂质，”Yoshitaka Furuta说，他是目前研究的第一作者，当时他是Zhou实验室的本科生实习生。Furuta目前是贝勒发展、疾病模型和治疗研究生项目的一名学生。

研究小组发现，坏死细胞，而不是活细胞，在其表面暴露出磷脂酰丝氨酸，当吞噬细胞检测到它时，它们摄取并摧毁死亡细胞。”

保持健康细胞磷脂酰丝氨酸在他们里面,但是当他们受伤,比如缺氧期间中风当神经元兴奋由于常数项的钙离子,或在神经退化过程开始,最终翻转的细胞外磷脂酰丝氨酸。“我们想知道是什么激活了磷脂酰丝氨酸的翻转，”Furuta说。

在透明蠕虫的坏死过程中秀丽隐杆线虫

研究人员研究了线虫模型，这是一种和信用卡一样厚的蠕虫。秀丽隐杆线虫是透明的，这使得研究人员可以从视觉上识别坏死的神经元，与活细胞相比，坏死的神经元看起来肿胀，并使用他们开发的延时记录方法跟踪细胞成分的动态变化。

此前对秀丽隐杆线虫神经元的研究表明，调节钙离子(如钙离子)进出细胞的离子通道蛋白发生了某些突变，导致细胞内钙离子水平增加，从而导致坏死。为了调查钙离子水平的变化是否与“吃我”信号的触发有关，研究小组在线虫模型的神经元中引入了一些离子通道突变基因，并随着时间的推移监测钙离子水平和磷脂酰丝氨酸。

“我们在坏死模型中发现，在坏死神经元中磷脂酰丝氨酸暴露之前，细胞内钙离子的旺盛和短暂的增加，”周说，他是贝勒大学丹·邓肯综合癌症中心的一名成员。“进一步的实验表明，坏死的神经元首先有少量的钙离子增加，这促使细胞内被称为内质网(ER)的结构释放更多的钙离子，内质网是钙的主要来源。如果细胞内的钙含量高于正常水平，就会引发磷脂酰丝氨酸的暴露。”

支持钙离子作为“吞噬细胞”信号的触发作用，研究人员发现，人工增加活细胞内钙离子的水平也导致磷脂酰丝氨酸暴露，而抑制内质网钙释放阻止了信号暴露。

该团队还放大了导致磷脂酰丝氨酸翻转的过程，并发现了另一块拼图。他们发现，细胞内钙离子的增加激活了ANOH-1，这是一种已知的促进磷脂酰丝氨酸暴露的酶。

“对我来说，钙对活细胞有好处也有坏处，这很有趣，”古田说。“过多的钙对细胞有毒并诱发坏死，但同时，钙对于死亡细胞暴露磷脂酰丝氨酸是必要的，磷脂酰丝氨酸是一种能促进细胞清除的“吃我”信号。”

“坏死是一种普遍现象，存在于许多类型的疾病中，坏死细胞的清除对保持我们的身体健康非常重要，”周说。

我们的发现为坏死的过程提供了新的见解，这可能会导致治疗策略的发展，可能沿着通过调节磷脂酰丝氨酸暴露促进坏死细胞清除的路线，这可能有助于减少坏死的毒性影响和改善细胞管理。”

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