科学家发现细胞如何欺骗自己的死亡

细胞可以以多种方式死亡，但有一种命运尤其可怕。细胞焦亡是指细胞因爆炸而死亡，通常是由于感染引起的。在炽热的绝唱中，细胞焦亡会牺牲自己，用其最后的危险信号化学物质（即细胞因子）淹没幸存的同胞。细胞的死亡迅速而混乱，但这是为了更大的利益。

芝加哥伊利诺伊大学的生物工程师加里·莫说：“这发生得相当突然。细胞会突然爆裂。”

科学家们此前认为，细胞焦亡是一条单行道——一旦启动，就无法逆转。在最近发表在《自然通讯》杂志上的一项研究中，莫和他的团队发现，细胞有一种内在机制可以撤销细胞焦亡，让它在另一天死亡。这些发现的见解可以为研究人员提供线索，让他们了解如何调节细胞焦亡，无论是杀死患者体内的癌细胞，还是抑制免疫细胞中的这种现象，并在身体对抗特别严重的感染时防止细胞因子风暴的发生。

当细胞收到外部指令进行细胞焦亡时，细胞内一种名为 gasdermin 的蛋白质就会被唤醒。这些执行任务的分子会嵌入细胞膜并打开孔洞，莫将其比作在船底开窗户以加速船的下沉。细胞膜会失去结构完整性，就像一艘沉没的船，它不再能阻止各种物质从外部环境中渗透。细胞最终会在水过多时破裂，就像一个压力过大的气球一样。

“你可以想象这是一个危险的过程，”莫说。因此，细胞进化出了一种方法来干预它们的厄运，以此来控制后果。“设置一个暂停按钮可能是个好主意，”莫说。他解释说，这就像一个细胞在给自己一个出口，并问自己，“‘你真的想这样做吗？’”

细胞焦亡是一个复杂的过程，涉及许多活动部件。莫的团队通过设计光响应性 gasdermin 来简化该机制，以便在实验室中重现。通过分析结构受损的细胞焦亡，该团队测量了钙离子的流入量（这对研究人员来说是一个显而易见的选择，因为细胞外的钙浓度通常较高），并惊讶地发现流入的离子流突然停止，这表明孔隙已被封闭。

莫说，与常识相反，孔隙并不是静态的。他推测，细胞可能会将钙离子的突然激增视为阻止细胞焦亡的信号。作为回应，细胞会通过改变脂肪分子成分沿膜的排列方式来改变其渗漏壁的组成，“突然之间，就像船体变得更坚固了，”莫说，“然后 [孔隙] 就会自行关闭。”

未参与这项研究的俄勒冈健康与科学大学免疫学家伊莎贝拉·劳赫 (Isabella Rauch) 表示，细胞能够关闭蛋白质穿孔的孔洞，这令人惊讶。观察到的孔洞打开后立即发生的一系列效应揭示了细胞焦亡的复杂性，并且表明 Gasdermin 蛋白并不是细胞命运的唯一守门人。这项研究表明，“除了激活成孔蛋白之外，还有其他因素会影响细胞的实际变化，”劳赫说。

当然，这是一个严格的平衡过程——细胞焦亡的驱动力与生存的竞争驱动力。莫指出，当毛孔打开的速度比关闭的速度快时，细胞最终会走向死亡。细胞可以逃避死亡，但不可能永远逃避。