為什么細胞分裂通常伴隨著一個新的子細胞的凋亡
程序性細胞死亡 - 也稱為細胞凋亡 - 在高等生物中是普遍存在的,并且是一種嚴格調(diào)節(jié)的過程,其導致處理受損或不需要的細胞。后一種變體在胚胎發(fā)育過程中特別重要,在胚胎發(fā)育過程中,產(chǎn)生的細胞比最終需要的細胞多得多?,F(xiàn)在,由LMU細胞和發(fā)育生物學教授Barbara Conradt領導的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種誘導線蟲Caenorhabditis elegans(秀麗隱桿線蟲)細胞凋亡的機制。在這種情況下,母細胞主動確定注定要死的女兒的命運。新發(fā)現(xiàn)發(fā)表在Nature Communications雜志上。
在秀麗隱桿線蟲的胚胎發(fā)育期間,通過細胞分裂產(chǎn)生正好1090個細胞,其中131個細胞經(jīng)歷程序性細胞死亡。由于細胞分裂和細胞死亡的整個時間表對于該生物體是已知的,因此它已成為用于研究細胞凋亡的最喜歡的系統(tǒng)。 - 并且因為在所有高等生物中觀察到基本相同的過程,從線蟲獲得的見解可以應用于其他動物,包括人類。細胞凋亡涉及精確定義的一系列步驟。第一步確定要消除哪些細胞,第二步通過強制細胞自殺來執(zhí)行判斷??道陆忉屨f:“當一個細胞死亡時,它會經(jīng)歷一系列特征性的形態(tài)變化,最終被相鄰細胞吞噬和消化。” “ 在過去的15年左右,人們已經(jīng)知道,引發(fā)和介導吞噬的細胞通路不僅涉及死細胞的處理,還涉及實際殺死中的作用。我們現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)他們是如何做到的。“
研究人員專注于秀麗隱桿線蟲胚胎中的特定細胞譜系,即所謂的NSM譜系。NSM母細胞不對稱地分裂,產(chǎn)生兩個不等大小的子細胞,其中較小的細胞僅存活很短的時間。“到目前為止,人們認為凋亡機制僅在母細胞分裂后才在較小的子細胞中激活,”康拉德說。“但我們發(fā)現(xiàn)它已經(jīng)在母細胞中被激活 - 至少在一定程度上。此外,在這種預激活狀態(tài)下,凋亡機制產(chǎn)生一種信號,激活特定相鄰細胞中的吞噬途徑。女兒細胞。因此,母細胞通過CED-3的不對稱分離來確定較小女兒的細胞死亡命運。“
已知CED-3起殺傷因子的作用,其激活凋亡程序。“因此,在細胞分裂之前,母細胞已經(jīng)積極參與”協(xié)助“較小的子細胞自殺,通過提供過量的細胞死亡促進因子,”康拉德說。她和她的同事現(xiàn)在計劃進一步分析這個過程,并詢問它是否也發(fā)生在哺乳動物組織或干細胞中。“不均等的資源分離在干細胞中可能尤其重要,干細胞也會不對稱地分裂,因為可能對幸存細胞有害的因素可以通過將它們加載到命中死亡的子細胞中來處理,”康拉德解釋說。
細胞凋亡在健康維持中也起著至關重要的作用,因為過程中的錯誤可能對整個生物體是有害的,無論它們是否導致必需細胞的死亡或否則將被消除的細胞的存活。實際上,許多疾病與控制細胞凋亡的錯誤有關,例如癌癥,神經(jīng)變性疾病和自身免疫疾病。因此,更好地理解細胞凋亡的機制將來有助于確定開發(fā)新療法的目標。
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