细胞吞亡的英文“phagoptosis”取自希腊语“phagein(吞吃)”“ptosis(死亡)”,表示细胞被吞噬引起的死亡。
细胞吞亡
通过吞噬作用而导致活细胞死亡的现象。
- 英文名称
- phagoptosis
- 所属学科
- 现代医学
19世纪80年代,俄罗斯细菌学家I.梅契尼科夫[注]的研究发现,吞噬作用是一种有益于个体发展的细胞破坏形式,并认为巨噬细胞是有针对性地吞噬死亡或濒临死亡的细胞。2012年,英国生物化学家G.C.布朗[注]和德国神经学家J.J.内尔[注]发现巨噬细胞有时也会吞噬健康的活细胞并使其进入死亡阶段。该过程是一个主动吞噬过程,涉及一系列基因的激活、表达以及信号调控等作用,因此将这种由吞噬作用而导致的活细胞死亡方式命名为细胞吞亡。
细胞吞亡过程分为细胞吞噬[注]和细胞死亡两部分。其中细胞吞噬与死细胞的吞噬过程十分相似,通常起始于靶细胞发出的“找到我[注]”信号,趋化巨噬细胞移向靶细胞并识别暴露在靶细胞表面的“吃掉我[注]”信号,如磷脂酰丝氨酸等,从而将靶细胞捕获并吞噬。如果靶细胞表面缺失“别吃我[注]”信号,如CD47分子,也会发生细胞吞亡。所以,靶细胞是否被吞噬取决于其表面信号是“吃掉我”信号还是“别吃我”信号。这些信号的激活和缺失是可逆的,细胞可通过防止被吞噬而避免死亡。
细胞吞亡可发挥多种功能。①个体发育:在低等生物中如秀丽线虫,细胞吞亡可清除发育过程中多余的细胞。高等生物中,脑的小胶质细胞是大脑专职的吞噬细胞,能在数小时内吞噬死亡或濒死的神经元,以减少炎症的发生。小胶质细胞也能通过细胞吞亡作用吞噬活的神经元、神经祖细胞、中性粒细胞及神经胶质瘤细胞,以调节神经前体细胞的数目,有利于大脑的神经发育。当小神经胶质探测到“吃掉我”信号,该信号可被调理素识别并通过与吞噬细胞表面受体结合传递,触发小胶质细胞快速识别并吞噬靶细胞。②血细胞的转归:人体红细胞在骨髓中以20000个/秒的速度生长,在血液中存活120天,之后将被巨噬细胞以同样的速率吞噬清除,而不是发生细胞凋亡。血液中衰老的红细胞将磷脂酰丝氨酸或其他“吃掉我”信号暴露在细胞表面,同时降低“别吃我”信号CD47的表达,从而促使巨噬细胞识别并将其吞噬清除。同样,血液中衰老的中性粒细胞、血小板和T细胞表面也暴露有“吃掉我”信号引起细胞吞亡。③对肿瘤的防御:抗体介导的吞噬作用可清除存活的肿瘤细胞以保护机体。吞噬细胞对存活肿瘤细胞的识别可以基于新抗原、衰老标志物、磷脂酰丝氨酸或钙网蛋白的表达。研究发现,大多数肿瘤细胞表面存在过表达的CD47以防被吞噬,如果这种“别吃我”信号被阻断,那么肿瘤可通过细胞吞亡作用从体内被清除。
扩展阅读
- NEHER J J, NENISKYTE U, ZHAO J W, et al.Inhibition of microglial phagocytosis is sufficient to prevent inflammatory neuronal death.Journal of immunology,2011,186(8):4973-4983.
- BROWN G C, NEHER J J.Eaten alive! Cell death by primary phagocytosis: ‘phagoptosis’.Trends in biochemical sciences,2012,37(8):325-332.
- BROWN G C, NEHER J J.Microglial phagocytosis of live neurons.Nature reviews neuroscience,2014,15(4):209-216.
- RAVICHANDRAN K S.Beginnings of a good apoptotic meal: the find-me and eat-me signaling pathways.Immunity,2011,35(4):445-455.
- GARDAI S J, MCPHILLIPS K A, FRASCH S C, et al.Cell-surface calreticulin initiates clearance of viable or apoptotic cells through trans -activation of LRP on the phagocyte.Cell,2005,123(2):321-334.