科学家揭示了细胞死亡过程中一个令人惊讶的新转折。当垂死细胞解体时,它们会留下微小的“死亡足迹”,其中充满了新发现的颗粒,有助于引导免疫系统清理残骸。然而,研究人员发现流感病毒可以利用这一过程,藏匿于这些微小的包裹中,并可能利用其扩散至邻近细胞。
这项发表在《自然-通讯》上的研究,为细胞死亡及从体内清除的过程提供了新的见解。
该研究由拉筹伯大学分子科学研究所(LIMS)Ivan Poon教授实验室的博士研究生Stephanie Rutter领导。研究团队发现,细胞死亡所涉及的步骤远比科学家此前意识到的更加有序和重要。
新发现的细胞死亡囊泡
当细胞到达生命周期的终点并开始自我毁灭时,它们会经历一系列物理变化。研究人员观察到,垂死的细胞会改变形状,从附近结构上脱离,并留下一层被称为“死亡足迹”的残留物。
在这些残留物中,团队发现了一种前所未知的细胞外囊泡(EV)。
细胞外囊泡是细胞释放的微粒,携带蛋白质、脂质、DNA和RNA传递给其他细胞。它们在全身的细胞间通讯中发挥着至关重要的作用。
这种新识别出的囊泡被称为F-ApoEVs,它们停留在细胞死亡的位点。它们就像“面包屑”路径一样,帮助免疫系统定位并清除细胞碎片,从而防止其引发不必要的炎症反应。
病毒如何利用清理过程
研究人员还发现了一个意想不到的转折。
在涉及流感病毒感染细胞的实验室实验中,他们发现病毒可以利用这种天然的清理机制。病毒颗粒能够藏匿在F-ApoEVs内部,这可能使感染在体内正常的清除过程中隐蔽地扩散到邻近细胞。
细胞外囊泡研究中心(RCEV)主任Poon教授表示,这些发现可能对未来的疗法具有重要意义。
“理解这一基础生物学过程可以为开发新疗法开辟新的研究途径,通过利用这些步骤帮助免疫系统更好地对抗疾病,”Poon教授说。
“每天都有数十亿个细胞作为正常更替和疾病进展的一部分程序性死亡,直到现在,人们一直认为细胞死亡期间的细胞碎片化过程是随机且相当简单的。
“我们的发现展示了这一过程的复杂性,并强调了过程中的每一步对于帮助垂死细胞高效分解以及被免疫系统清除实际上都是至关重要的。”
死后的细胞通讯
主要研究员兼博士研究生Stephanie Rutter表示,这些发现凸显了细胞间通讯的重要性,并展示了病毒如何操纵这些生物系统。
“我们知道身体会清除死亡细胞碎片以防止其滞留并引发炎症和自身免疫性疾病(如系统性红斑狼疮SLE),我们看到F-ApoEVs很容易从细胞死亡位点被清除,”Stephanie说。
“我们没想到的是,病毒竟然也能利用这一过程,通过藏匿在F-ApoEVs中引发感染。”
研究团队认为,这一发现最终可能会增进对传染病和自身免疫性疾病的理解,从而催生新的治疗策略。
“我们对细胞死亡以及细胞死后发生的事情了解得越多,我们就越能理解疾病病理并找到新的治疗方法,”Stephanie说。
对免疫功能的新见解
该研究的共同负责人、来自WEHI的Georgia Atkin-Smith博士表示,理解垂死细胞如何与免疫系统通讯非常重要,因为细胞死亡在多种疾病中都扮演着角色。
“这项研究揭示了垂死的细胞可以从‘坟墓’中继续进行通讯,并可能影响免疫功能,”Atkin-Smith博士说。
该研究由拉筹伯大学RCEV、LIMS以及农业、生物医学与环境学院(SABE)的科学家共同完成。该项目与WEHI及加拿大多伦多都市大学的研究人员合作进行。