在细胞吃细胞世界钙离子中,激活坏死细胞中的“吃掉我”信号
就像人们保持房间整洁和杂乱一样,身体里的一群细胞负责清理身体产生的废物,包括死亡细胞。这些管家细胞通过吞噬作用清除多余的物质,字面意思就是“吃掉细胞”。管家吞噬和摄取垂死的细胞,并分解它们,有效地消除它们。
“吞噬作用对身体的健康非常重要,”郑州博士说,贝勒医学院的实验室一直在研究吞噬作用多年,并为这个基本进程提供了关键的新见解。“当这种细胞饮食过程失败时,死亡的细胞将失去完整性,分解并将他们的内容释放到周围的组织中。倾倒细胞含量会导致直接组织损伤并引发炎症和自身免疫反应。如果死亡细胞被病毒感染,释放细胞内容会传播感染。“
在目前的研究中,周教授,维尔纳和马尔斯麦克莱恩生物化学和分子生物学系的贝勒和她的同事专注于坏死,受伤或疾病引起的细胞死亡的类型。坏死大多数与中风,癌症,神经退行性疾病和心脏病有关。该团队更详细地研究了信号坏细胞显示,将“吃”或吞噬细胞提示以吞噬并消除染色细胞。
“在以前的工作中,周实验表明坏死细胞中的信号是磷脂酰丝氨酸这是一种脂质的一种脂质,“Yoshitaka Furuta说,目前他在周立实验室的本科生实习生的研究中首次作者。Furuta目前是贝勒的发展,疾病模型和治疗研究生课程的学生。
该团队发现坏死细胞,但不是活细胞,在其外表面上暴露磷脂酰丝网,当吞噬细胞检测到它时,它们摄取并破坏染色细胞。“
保持健康细胞磷脂酰丝氨酸在他们里面,但是当他们受伤,比如缺氧期间中风当神经元兴奋由于常数项的钙离子,或在神经退化过程开始,最终翻转的细胞外磷脂酰丝氨酸。“我们想知道是什么激活了磷脂酰丝氨酸的翻转,”Furuta说。
遵循透明蠕虫的坏死过程C. Elegans.
研究人员与模型生物合作C. Elegans.,只要信用卡厚的蠕虫就是厚度。C. Elegans.它是透明的,可以让研究人员从视觉上识别坏死的神经元,与活细胞相比,这些神经元看起来肿胀,并使用他们开发的延时记录方法跟踪细胞成分的动态变化。
以前的工作C. Elegans.神经元表明某些突变离子通道蛋白它调节钙离子进出细胞的流动,导致细胞坏死,同时细胞内钙离子水平增加。为了研究钙离子水平的变化是否与吃我信号的触发有关,研究小组在他们的神经元中引入了一些离子通道突变基因C. Elegans.模型和监测钙水平和磷脂酰丝氨酸随时间。
“我们在坏死模型中发现,在坏死神经元中磷脂酰丝氨酸暴露之前,细胞内钙离子的旺盛和短暂的增加,”周说,他是贝勒大学丹·邓肯综合癌症中心的一名成员。“进一步的实验表明,坏死的神经元首先有少量的钙离子增加,这促使细胞内被称为内质网(ER)的结构释放更多的钙离子,内质网是钙的主要来源。如果细胞内的钙含量高于正常水平,就会引发磷脂酰丝氨酸的暴露。”
研究人员发现,人为地增加钙离子的水平,支持钙离子作为一个触发“吞噬细胞”信号的作用钙离子活细胞内也导致磷脂酰丝氨酸暴露,抑制内质网钙释放阻止了信号暴露。
该团队还放大了导致磷脂酰丝氨酸翻转的过程,并发现了另一块拼图。他们发现,细胞内钙离子的增加激活了ANOH-1,这是一种已知的促进磷脂酰丝氨酸暴露的酶。
“对我来说,钙可能对活细胞的良好而糟糕,”Furuta说。“钙太多对细胞有毒,并诱导坏死,但同时诱导坏死钙是死亡细胞暴露磷脂酰丝氨酸的必要条件,这种吃掉我的信号能促进细胞的清除。”
“坏死是一种普遍的现象,存在于许多类型的疾病中,坏死细胞的间隙对于保持我们的身体健康非常重要,”周说。
我们的发现为坏死的过程提供了新的见解,这可能会导致治疗策略的发展,可能沿着通过调节磷脂酰丝氨酸暴露促进坏死细胞清除的路线,这可能有助于减少坏死的毒性影响和改善细胞管理。”
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