談到死亡,一般人想到的都是凄涼或者悲傷的場面,但對于美國紐約冷泉港實驗室(全世界著名的細咆分子生物學實驗室之一)的邁克爾·加德納教授來洗,死亡卻是一個異常繁忙的場面。這是他從自己的工作中得到的體驗——他專門研究動物的機體是如何處置體內死亡的細胞的。
動物體內‘每時每刻都有大量細胞死亡。機體對這些死亡細胞的正確處置是一項非常重要的生理功能。如果機體不能及時將體內的死亡細胞處置掉,后者使會在體內引發一系列對機體有害的病理反應。比如,人體在胚胎發育的初期,雙手和雙腳的指(趾)頭之間會有一種類似于鴨子腳上的蹼一樣的結構,,但隨著胚胎的發育,構成這種結構的細胞會逐漸死亡,并被機體清除掉。到胎兒出生時,這種蹼樣結構會完全消失。但如果胎兒的這種機制發生了異常,那么孕婦生下來的就是一個畸形兒。
在大多數情況下,機體都是依靠體內一種名為巨噬細胞的細胞來吞噬和處理體內的死亡細胞的。現在,讓加德納等科學家感興趣的是,巨噬細胞是如何知道一個細胞是否已經發生了死亡,進而對其發揮吞噬作用的呢?因為如果不能精確地做到這一點,那么巨噬細胞很有可能對健康的細胞也發動攻擊,繼而造成機體損傷。
經過近10年的研究,科學家已經初步探明,是巨噬細胞表面的某些分子在發揮著識別死亡細胞的功能。此外,死亡細胞表面也存在某種分子,這種分予被認為是死亡細胞向巨噬細胞發出的信號,告訴巨噬細胞可以來吞噬自己了,有人將其稱為“誘吞分予”。
科學家發現,在某些死亡細胞的表面存在一種名為‘磷脂酰絲氨酸”(PG)的誘吞分子,而在“巨噬細胞”的表面則有一種可以和PG分子相結合的蛋白質分子。通過這兩種分子,巨噬細胞就可以正確地識別死亡細胞,并對其發揮吞噬作用。
那么健康細胞之所以不被巨噬細胞吞噬掉,是不是因為它們的細胞膜表面沒有PG分子呢?科學家的研究顯示,PG同樣存在于健康細胞,只不過在健康細胞中,這種分子只存在于細胞膜的內表面,平時,巨噬細胞沒有機會接觸到這些分子。但當細胞死亡時,死亡細胞內部一種特殊的蛋白質就會將PG分子迅速轉運到細胞膜的外表面,以供巨噬細胞識別。
除了PG分子,健康細胞還借助其他機制來確保自身安全。比如,巨噬細胞與白細胞在血管里一起流動的時候,會主動捕捉白細胞。但很快地,巨噬細胞又會將那些健康的白細胞釋放開,而那些確實已經死亡的白細胞則會被巨噬細胞毫不留情地吞噬掉。科學家發現,在與巨噬細胞結合的過程中,健康的白細胞會通過一種名為CD31的分子告訴巨噬細胞:“我還沒有死。”[編譯自英國《自然》雜志]