美國(guó)猶他州大學(xué)Huntsman癌癥研究所（HCI）的科學(xué)家今天在《Nature》雜志上發(fā)表文章，介紹上皮細(xì)胞如何更新，保持細(xì)胞分裂和細(xì)胞死亡之間的數(shù)目恒定。

上皮細(xì)胞組成的皮膚覆蓋了內(nèi)部器官，在器官上形成一道保護(hù)屏障，使其可以正常地發(fā)揮作用。不過(guò)，上皮中的細(xì)胞以非?？斓乃俣雀隆榱司S持健康的細(xì)胞密度，分裂和死亡的細(xì)胞數(shù)量必須相同。如果這種平衡被打破，炎性疾病或癌癥就會(huì)發(fā)生。

這項(xiàng)研究的領(lǐng)導(dǎo)者，Huntsman癌癥研究所的Jody Rosenblatt博士稱：“如果過(guò)多的上皮細(xì)胞死亡，你將失去器官屏障的功能，這樣哮喘和結(jié)腸炎等炎性疾病就會(huì)發(fā)生。另一方面，如果太多的細(xì)胞分裂，那么細(xì)胞就會(huì)過(guò)剩，有可能導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。因此，任何一方面的不平衡都是有問(wèn)題的。”

大約90%的癌癥發(fā)生在覆蓋器官的上皮中。了解哪些因素控制細(xì)胞分裂和死亡，以及這些過(guò)程如何關(guān)聯(lián)，對(duì)了解癌癥的發(fā)生十分關(guān)鍵。HCI的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了這個(gè)謎題的答案。他們了解到，相反的機(jī)械張力控制了細(xì)胞分裂和細(xì)胞死亡。具體來(lái)說(shuō)，拉伸上皮細(xì)胞導(dǎo)致其分裂，而擠壓上皮細(xì)胞導(dǎo)致其排出和死亡。

Rosenblatt表示：“我們的發(fā)現(xiàn)可歸結(jié)為一個(gè)十分簡(jiǎn)單的原則。這都取決于機(jī)械張力。如果細(xì)胞覺(jué)得太過(guò)擁擠，它們就會(huì)彈出一些細(xì)胞。細(xì)胞的排出使得整塊細(xì)胞又恢復(fù)到它們喜歡的密度。”

另一方面，研究人員又注意到細(xì)胞在稀疏的區(qū)域發(fā)生分裂。“如果細(xì)胞變得過(guò)于稀疏，它們就會(huì)激活細(xì)胞分裂，這個(gè)信號(hào)來(lái)自機(jī)械拉伸，”Rosenblatt解釋說(shuō)。“為了測(cè)試這一點(diǎn)，我們拉伸細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)僅僅一小時(shí)就能觸發(fā)細(xì)胞分裂。這個(gè)過(guò)程還表明拉伸是細(xì)胞分裂的正常觸發(fā)器。”

下一個(gè)問(wèn)題是找出這些過(guò)程發(fā)生的原因。Rosenblatt的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞分裂和死亡都是由同一個(gè)蛋白控制的，這就是Piezo1。

“這個(gè)蛋白質(zhì)能感知擁擠和拉伸，但結(jié)果是完全不同的，這取決于細(xì)胞處于什么狀態(tài)。Piezo1就像一個(gè)調(diào)節(jié)冷熱的恒溫器，通過(guò)一個(gè)傳感器去測(cè)量擁擠和拉伸。如果有兩個(gè)獨(dú)立的調(diào)節(jié)器，那么若一個(gè)傳感器出問(wèn)題，事情可能會(huì)失去控制，”Rosenblatt說(shuō)。

此外，Rosenblatt的團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞周期中的一個(gè)階段，其中細(xì)胞暫停分裂。他說(shuō)：“我們一直認(rèn)為，一旦細(xì)胞進(jìn)入一個(gè)分裂周期，它們只能前行通過(guò)。不過(guò)我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)點(diǎn)，其中細(xì)胞暫停下來(lái)，等待分裂。這些細(xì)胞已經(jīng)準(zhǔn)備好了一切，但它們?nèi)酝Ｔ谀抢铮@是我們沒(méi)有預(yù)料到的。”

Rosenblatt認(rèn)為，通過(guò)了解細(xì)胞在正常情況下如何分裂，科學(xué)家將更好地了解上皮細(xì)胞在癌癥中如何分裂。“我們正在探索這些過(guò)程是如何出錯(cuò)的，特別是那些目前仍無(wú)法治療的疾病，比如哮喘和轉(zhuǎn)移性癌癥。”