細(xì)胞之戰(zhàn):究竟誰吃誰

大魚吃小魚，小魚吃蝦米，是人觀察大自然得出的結(jié)論，生物學(xué)的術(shù)語叫食物鏈。自從科學(xué)家發(fā)明電子顯微鏡，深入機體的微觀世界后，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞間也充滿殺機，吃與被吃時時發(fā)生。這種奇特的生命現(xiàn)象，讓科學(xué)家吃驚不小。

機體里的清潔工

人體細(xì)胞是有一定壽命的，大限一到，細(xì)胞就會啟動自殺程序，爆炸死亡。據(jù)科學(xué)研究，人體每分鐘要死亡3億個細(xì)胞，每天有成千上萬個細(xì)胞被更換。死亡的細(xì)胞成為機體的垃圾，會影響新陳代謝正常進(jìn)行。好在大自然在造人的時候，設(shè)計有一套處理裝置，讓死細(xì)胞變廢為寶。

在大多數(shù)情況下，機體都是依靠“巨噬細(xì)胞”吞噬和處理死亡細(xì)胞的。巨噬細(xì)胞比一般的體細(xì)胞要大，它由單核血細(xì)胞滲出毛細(xì)血管，進(jìn)入各種組織中發(fā)育生成。因而，不同組織中的巨噬細(xì)胞名稱不同，如在肺里稱“肺巨噬細(xì)胞”；在神經(jīng)系統(tǒng)里名為“小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞”；在骨里則叫“破骨細(xì)胞”。它們有的固著，有的像變形蟲一樣在組織液游走，遇到死亡的細(xì)胞或細(xì)胞碎片，立即將它們吞噬包裹。溶酶體破裂，釋放出大量的消化酶，將死亡的細(xì)胞再造成小分子的營養(yǎng)物質(zhì)，供機體吸收利用。巨噬細(xì)胞還能消滅侵入機體的細(xì)菌、異物顆粒，殺傷腫瘤細(xì)胞，并參與免疫反應(yīng)。

巨噬細(xì)胞是如何知道一個細(xì)胞已經(jīng)死亡，將它吞噬的呢?原來，在死亡細(xì)胞的表面有一種名為“磷脂酰絲氨酸”(PG)的誘吞分子，巨噬細(xì)胞的表面有可以和PG分子相結(jié)合的蛋白質(zhì)分子。通過這兩種分子，巨噬細(xì)胞就可以正確地識別死亡細(xì)胞，并對它發(fā)揮吞噬作用。那么，健康細(xì)胞不被巨噬細(xì)胞吞噬，是不是細(xì)胞膜表面沒有PG分子呢?研究顯示，健康細(xì)胞同樣有PG，只不過在健康細(xì)胞中，這種分子在細(xì)胞膜的內(nèi)表面，巨噬細(xì)胞沒有機會接觸到它。健康細(xì)胞還借助其他辦法來確保自身安全，如健康細(xì)胞被誤吞，會用信號分子告訴巨噬細(xì)胞“我還沒有死”，巨噬細(xì)胞就會將它釋放。癌細(xì)胞也開殺戒

王小寧是科技部863生物技術(shù)與醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)＜遥袊庖邔W(xué)學(xué)會副秘書長。1984年，他還是第一軍醫(yī)大學(xué)的研究生。一天晚上，王小寧例行觀察小鼠腫瘤細(xì)胞生長情況，突然，顯微鏡視野里出現(xiàn)了驚人的一幕：一個腫瘤細(xì)胞吞噬了一個淋巴細(xì)胞!淋巴細(xì)胞醫(yī)學(xué)名命為NK的細(xì)胞，是抑制腫瘤的關(guān)鍵細(xì)胞，它分泌一種穿孔的化合物，在癌細(xì)胞膜上打洞，然后用酶將膜溶解使癌細(xì)胞死亡。這是真的嗎?王小寧幾乎不相信自己的眼睛，因為N K是腫瘤的克星，現(xiàn)在是“罪犯”把“警察”殺了，這也許是醫(yī)學(xué)界從來也沒有報道過的事。

科學(xué)必須經(jīng)得起重復(fù)，這是老師的一再教導(dǎo)。王小寧像上緊了發(fā)條的鬧鐘，不分白天黑夜地再觀察。顯微鏡視野中，兩種細(xì)胞不停地交織著，在大多數(shù)情況下，總是淋巴細(xì)胞消滅腫瘤細(xì)胞。幾天過去了，又是一個不眠之夜，王小寧等待奇跡再一次發(fā)生。忽然，一個腫瘤細(xì)胞主動粘上了NK細(xì)胞，王小寧克制住興奮，按下相機的快門，記錄下兩種細(xì)胞接吻、附著，淋巴細(xì)胞完全進(jìn)入腫瘤細(xì)胞，NK被解析，成為腫瘤細(xì)胞腹中之食的全過程。

除開巨噬細(xì)胞外的細(xì)胞吞噬研究，在20世紀(jì)，很少有科學(xué)家參與，王小寧成為最早拍攝細(xì)胞吞噬過程者之一，躋身于研究的前列。有專家認(rèn)為，細(xì)胞噬食是一個非常重要的發(fā)現(xiàn)，它可以從一種新的角度認(rèn)識癌癥的機理，可能對癌癥診斷和治療產(chǎn)生重要影響。近幾年，王小寧和他的團隊用實驗證明了一系列的腫瘤細(xì)胞株入侵NK細(xì)胞，拍攝了大量的電子顯微鏡照片，讓國內(nèi)外同行們眼界大開。吞噬與反吞噬的較量

進(jìn)入21世紀(jì)后，細(xì)胞吃細(xì)胞的研究風(fēng)起云涌，國內(nèi)外很多科學(xué)家跟蹤這一前沿課題。經(jīng)過不斷的探索，科學(xué)家們認(rèn)為細(xì)胞入侵可能是一種正常的生理過程。被吞噬的細(xì)胞進(jìn)入宿主細(xì)胞后，在細(xì)胞液中內(nèi)化，繼續(xù)生存，將宿主細(xì)胞的核擠壓成新月形。在多數(shù)情況下，內(nèi)化的細(xì)胞會繼續(xù)分裂，在少數(shù)情況下內(nèi)化細(xì)胞會死亡。有時細(xì)胞內(nèi)化后，還會有細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)入，形成三個細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，癌細(xì)胞間也會相互吞食。哈佛大學(xué)的細(xì)胞生物學(xué)家，在對乳腺癌細(xì)胞進(jìn)行懸浮培養(yǎng)時，發(fā)現(xiàn)有四分之一的乳腺癌細(xì)胞含有同種族的癌細(xì)胞。這種噬食需要肌動蛋白和信號的支持，沒有信號或肌動蛋白，就不會發(fā)生噬食過程。進(jìn)入同族癌細(xì)胞后，有時內(nèi)化共生，有時被分解噬食。

哈佛科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)，與王小寧的研究可以說是異曲同工。一個是癌細(xì)胞的互相入侵，一個是癌細(xì)胞與NK細(xì)胞之間的入侵。王小寧團隊最近記錄到約有10％的瘤細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)有內(nèi)化的NK細(xì)胞，這種內(nèi)化同樣需要結(jié)構(gòu)蛋白與信號的支持。科學(xué)家們對細(xì)胞吞噬的初步看法是：細(xì)胞融合可以自然發(fā)生，細(xì)胞吃細(xì)胞是一種生理現(xiàn)象，兩個細(xì)胞的能量勢均力敵，就內(nèi)化共生；如果兩個細(xì)胞一強一弱，弱者就被強者所食。生存競爭是自然界的普遍規(guī)律，強者生弱者亡，永遠(yuǎn)如此，在機體的細(xì)胞間也不例外。

聯(lián)想到細(xì)胞自殺機制

生死相依，生死交替，是生命生生不息的動力。這不但表現(xiàn)在生命個體的生與死，還反映在生命過程中的生與死。在個體的胚胎發(fā)育中，器官的生成是典型的例子：手的原基是一團細(xì)胞，在基因程序的指令下，由肉團成片，在片中讓五指間該死亡的細(xì)胞死去，該繼續(xù)生長的細(xì)胞繼續(xù)分裂，最終的生生死死，“塑造”出一只手。沒有細(xì)胞的程序性死亡，就沒有新生的手。

細(xì)胞的自殺性修飾，同樣表現(xiàn)在植物的生長上。細(xì)胞的分化形成植物的組織，就是細(xì)胞修飾的產(chǎn)物。如導(dǎo)管的生成，細(xì)胞特化后生成維管，細(xì)胞中的細(xì)胞器死亡消失，管子的接頭處細(xì)胞壁消失連通，遂成導(dǎo)管，筑起了維持生命的供水通道。

淋巴細(xì)胞追殺細(xì)菌和癌細(xì)胞，是機體的免疫反應(yīng)，是先天注定。癌細(xì)胞的噬食則是生與死的絞殺，危及生命的另類生理。癌細(xì)胞在殺死同類或免疫細(xì)胞中，可以獲取養(yǎng)料，為生存發(fā)展提供保障。當(dāng)癌細(xì)胞成為組織，由血管擔(dān)保生命支持時，個體的死亡概率就會倍增。

細(xì)胞入侵的科學(xué)啟示

內(nèi)化的細(xì)胞有三種命運：一是內(nèi)化中短暫生存；二是從宿主細(xì)胞中逃脫，再次成為獨立的細(xì)胞；三是死亡。

王小寧發(fā)現(xiàn)，90％的內(nèi)化淋巴細(xì)胞會程序性死亡，這是由于癌細(xì)胞入侵后使液泡變酸，從而促使溶酶體破裂，大量的酶讓內(nèi)化細(xì)胞消解死亡。癌細(xì)胞獲得養(yǎng)料后，加快分裂生長，為擴散提供了條件。因而，控制液泡中的細(xì)胞液變酸，可以抑制NK細(xì)胞死亡，這有可能成為治療癌癥的一種新思路。

但是，很多實驗表明，細(xì)胞入侵可以抑制腫瘤生長。NK細(xì)胞死亡后，會釋放出很多的酶，這些酶對癌細(xì)胞有毒性，它們會像自殺性炸彈一樣與癌細(xì)胞同歸于盡。這就是說細(xì)胞入侵有雙重性，一是抑制腫瘤，一是促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖。現(xiàn)在醫(yī)學(xué)家處在了兩難的境地：在抑制與促進(jìn)之間如何權(quán)衡利弊?細(xì)胞入侵的機理究竟在哪里?王小寧和他的國內(nèi)外同行們?nèi)沃囟肋h(yuǎn)。