细胞死亡时也会向周围的活细胞说“再见”

当死亡降临时,我们人类通常会向我们的亲人朋友依依告别。而人体内的细胞,在面对死亡时,它们也不是默默的独自死去,它通常也会告诉周围的伙伴:“喂,兄弟们,我先走一步了,你们要多保重啊!”

细胞的死亡方式一般分为细胞凋亡(Apoptosis)、细胞自噬(Autophagy)和细胞坏死(Necrosis)三种类型。

细胞死亡时也会向周围的活细胞说“再见”

细胞死亡方式(图片引自Cells杂志)

而本文主要涉及的是细胞凋亡。细胞凋亡主要发生在发育、组织更新和病理情况下。除了已知对吞噬细胞吞噬凋亡细胞的反应外,凋亡过程本身(独立于吞噬作用)还可以调节胚胎发生、组织再生等生理事件,当细胞凋亡受到抑制时就会出现病理变化。然而,凋亡细胞本身介导这些功能的机制尚不清楚。由于凋亡细胞在一段时间内能够保持完整,它们可以释放可溶性代谢物,这些代谢物在组织内扩散,影响周围的细胞。虽然凋亡细胞释放的一些可溶性因子被报道为吸引吞噬细胞的“来吃我”信号,但尚未见系统的凋亡分泌体分析。


细胞死亡时也会向周围的活细胞说“再见”

实验破解细胞死亡时的遗言(图片引自Nature)

最新一期Nature刊登了来自美国维吉尼亚大学Kodi S. Ravichandran教授课题组对文章“Metabolites released from apoptotic cells act as tissue messengers”(凋亡细胞释放的代谢物可以作为组织交流的信使)。Kodi S. Ravichandran教授长期致力于凋亡细胞在健康和疾病中的清除机制研究。

此项研究主要系统解析了细胞凋亡代谢物分泌体,并确定了其对组织邻近细胞的影响。作者发现凋亡的淋巴细胞和巨噬细胞在保持其细胞膜的完整性对同时可以释放特定的代谢物。而其中一部分代谢物在不同的原代细胞和细胞系之间是相同的。在机制上,凋亡代谢物分泌体不是简单的细胞内容物被动排空过程,而是一个精确调控的过程。caspase介导的细胞膜pannexin 1通道的开放促进了部分代谢物的释放。此外,某些代谢途径在细胞凋亡过程中继续保持活性,只释放特定途径中的某些代谢物。在功能上,凋亡代谢物分泌体诱导邻近健康细胞的特定基因程序,包括抑制炎症、细胞增殖和伤口愈合。此外,凋亡代谢物的混合物降低了炎症性关节炎和肺移植排斥反应小鼠模型的疾病严重程度。这些结果引申出了这样一个概念:凋亡细胞不是等待清除的惰性细胞,而是释放代谢物作为“再见”信号,积极调节周围的组织。


REFERENCES

Medina, C. B. et al. Metabolites released from apoptotic cells act as tissue messengers. Nature 580, 130-135, doi:10.1038/s41586-020-2121-3 (2020).


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