书城教材教辅激发青少年科学发明的故事(启发青少年的科学故事集)
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第59章 谁为细胞办丧事

谈到死亡,一般人想到的都是凄凉或者悲伤的场面,但对于美国纽约冷泉港实验室(全世界最着名的细胞分子生物学实验室之一)的迈克尔·加德纳教授来说,死亡却是一个异常繁忙的场面。这是他从自己的工作中得到的体验——他专门研究动物的机体是如何处置体内死亡的细胞的。

动物体内每时每刻都有大量细胞死亡。机体对这些死亡细胞的正确处置是一项非常重要的生理功能。如果机体不能及时将体内的死亡细胞处置掉,后者便会在体内引发一系列对机体有害的病理反应。比如,人的胚胎发育的初期,双手和双脚的指(趾)头之间会有一种类似于鸭子脚上的蹼一样的结构,但随着胚胎的发育,构成这种结构的细胞会逐渐死亡,并被机体清除掉。到胎儿出生时,这种蹼样结构会完全消失。但如果胎儿的这种机制发生了异常,那么孕妇生下来的就是个畸形儿。

在大多数情况下,机体都是依靠体内一种名为“巨噬细胞”的细胞来吞噬和处理体内的死亡细胞的。现在,让加德纳等科学家感兴趣的是,巨噬细胞是如何知道一个细胞是否已经发生了死亡,进而对其发挥吞噬作用的呢?因为如果不能精确地做到这一点,那么巨噬细胞很有可能对健康的细胞也发动攻击,继而造成机体损伤。

经过近10年的研究,科学家已经初步探明,是巨噬细胞表面的某些分子在发挥着识别死亡细胞的功能。此外,死亡细胞表面也表达某种分子,这种分子被认为是死亡细胞向巨噬细胞发出的信号,告诉巨噬细胞可以来吞噬自己了,所以有人称其为“诱吞分子”。

科学家发现,在某些死亡细胞的表面存在一种名为“磷脂酰丝氨酸”(PG)的诱吞分子,而在巨噬细胞的表面则有一种可以和PG分子相结合的蛋白质分子。通过这两种分子,巨噬细胞就可以正确地识别死亡细胞,并对其发挥吞噬作用。

那么健康细胞之所以不被巨噬细胞所吞噬,是不是因为它们的细胞膜表面没有PG分子呢?科学家的研究显示,PG同样存在于健康细胞,只不过在健康细胞,这种分子只存在于细胞膜的内表面,平时巨噬细胞没有机会接触到这些分子。但当细胞死亡时,死亡细胞内部一种特殊的蛋白质就会将PG分子迅速转运到细胞膜的外表面,以供巨噬细胞识别。

除了PG分子,健康细胞还借助其他机制来确保自身安全。比如,巨噬细胞与白细胞在血管里一起流动的时候,会主动捕捉白细胞。但很快地,巨噬细胞又会将那些健康的白细胞释放开,而那些确实已经死亡的白细胞则会被巨噬细胞毫不留情地吞噬掉。科学家发现,在与巨噬细胞结合的过程中,白细胞会通过一种名为CD31的分子“告诉”巨噬细胞,“我还没有死”。