科學家發現，細胞凋亡的過程其實是一種“觸發波”
北京時間8月21日消息，據國外媒體報道，我們身體裡的細胞一直在死亡，但死亡速度有多快呢？現在我們知道了這個問題的答案。
在發表於8月10日《科學》（Science）雜誌的論文中，科學家指出，死亡在細胞內就像一股持續不斷的波動，其“移動速度”大約為每分鐘30微米（1微米等於1毫米的千分之一）。舉例來說，神經細胞的長度可達100微米，因此需要長達3分鐘20秒的時間才能死亡。
這聽起來似乎有點不可思議，但正是這種“死亡波動”使我們能保持活著和健康的狀態。細胞凋亡（又稱細胞程序性死亡）是清除我們身體中不必要或有害的細胞——比如被病毒感染的細胞——所必需的。細胞凋亡還能幫助發育中的胎兒塑造器官和其他特徵。值得一提的是，還存在另一種細胞死亡的方式，即細胞壞死，通常出現於對應激事件（比如缺氧）的非計劃反應中。
如果細胞凋亡過程不能正常運行，將會帶來可怕的後果。例如，如果細胞凋亡不發生，那存活的細胞就可能發展成癌細胞，並開始不斷增殖。
“有時候，細胞死亡會發生在我們不希望它們死亡的時候，比如在神經退行性疾病中。有時候，當我們希望細胞死亡的時候，它們又沒有死亡，比如在癌症發生的時候，”研究作者、斯坦福大學化學和系統生物學及生物化學教授詹姆斯·費雷爾（James Ferrell）在聲明中說，“而如果想介入的話，我們就需要了解細胞凋亡的調節機制。”
細胞凋亡有時又被稱為“細胞自殺”，因為這是一個自我毀滅的過程。一開始，來自細胞內部或外部的信號會通知細胞內部的胱天蛋白酶（Caspases，一類半胱氨酸蛋白酶的統稱），使其開始裂解細胞的過程。然而，此前科學家一直不清楚細胞凋亡在觸發之後在細胞內部傳播的機制。
為了弄清楚這一過程，費雷爾及其團隊觀察了自然界中一種較大的細胞——非洲爪蟾（學名：Xenopus laevis）的卵細胞——內部的細胞凋亡過程。他們將取自卵細胞的液體裝入試管，然後觸發細胞凋亡。他們採用了熒光蛋白進行標記，當熒光出現時，代表細胞凋亡正在發生。
研究人員發現，熒光在試管中以一定的速度移動。如果細胞凋亡是以簡單的滲透過程（物質從高濃度向低濃度移動）進行的話，那移動速度就會逐漸變慢。
排除了滲透機制之後，研究人員認為，他們觀察到的移動過程應該是“觸發波”（trigger waves），就像是“火在野地裡的傳播”一樣。首先是蛋白酶被激活，然後它們又激活了其他蛋白酶，再激活另一些酶，直到整個細胞被摧毀。
“（細胞凋亡）以這種方式傳播，不會減慢速度，不會逐漸減弱，”費雷爾在聲明中說，“它的步伐不會變小，因為它的每一步都在將不活躍分子轉變成活躍分子，直到細胞凋亡傳播到細胞的每個角落和縫隙。”
接下來，研究團隊觀察了自然狀態下卵細胞內部的細胞凋亡過程。他們注意到，非洲爪蟾的卵細胞在死亡時顏色會變深。於是，他們設置了能自然引發卵細胞死亡的初始條件，並拍攝接下來發生的過程。與試管研究類似，卵細胞顏色變暗的平均速率也是每分鐘30微米。
費雷爾表示，這種“觸發波”其實在自然界中比比皆是。觸發波還能幫助細胞增殖，幫助神經細胞在大腦中傳導信號，以及幫助病毒從一個細胞感染另一個細胞。費雷爾和他的團隊希望找出更多生物學中觸發波的例子。
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