Sci Signal：細胞的對話，你聽到了嗎？

日期：2011-11-21 09:00:06

在多細胞生物的細胞社會中，細胞間或細胞內(nèi)通過高度精確和高效地發(fā)送與接收信息，并通過放大引起快速的細胞生理反應，或者引起基因活動，引發(fā)一系列的細胞生理活動來協(xié)調(diào)各組織活動，使之成為生命的統(tǒng)一整體對多變的外界環(huán)境做出綜合反應，這一機制就被稱作細胞通訊（Cell communication）。在細胞通訊過程中，靶細胞通過細胞表面受體接收到來自信號傳導細胞發(fā)送的分子，進而觸發(fā)靶細胞應答。

近日來自密西根大學醫(yī)學院和麻省理工學院等機構(gòu)的研究人員在新研究發(fā)現(xiàn)細胞間的通訊并非只是一個單向的信號傳導過程，靶細胞可反過來發(fā)出接收信息，告訴對方自己所需的信號量。這一發(fā)現(xiàn)或可幫助研究人員找到精確調(diào)控細胞信號傳導的新途徑，對推動合成生物學和癌癥轉(zhuǎn)移研究均具有重要的意義。相關研究成果發(fā)表在國際頂級學術(shù)期刊《科學》（Science）旗下子刊《科學信號》（Science Signaling）雜志上。

領導這一研究的是麻省理工學院生物醫(yī)學工程學系的副教授Domitilla Del Vecchio。Del Vecchio和他的研究小組早在三年前便首次提出細胞內(nèi)的信號系統(tǒng)有可能檢測到并對鄰近的受體作出信號反應。新研究第一次獲得了直接的實驗數(shù)據(jù)支持了這一假說。

Del Vecchio稱這一效應就像電氣或水壓系統(tǒng)中的壓力閥。例如當你在沖洗馬桶時，鄰近水龍頭的水壓可能會隨之下降控制水流進入，使水箱中的水量及時得以補充。相類似的是，細胞也會以發(fā)送信號分子的方式對一些可變的刺激作出回應，通過調(diào)整下游效應器——細胞內(nèi)受體接受這一信號就可使細胞的響應時間發(fā)生改變。

普林斯頓大學化學和生物工程學系教授Stanislav Shvartsman （未參與這一研究）對此評論說：“信號級聯(lián)反應通常被描述為是單向的。Del Vecchio和他的同事早前的一些研究曾引發(fā)了一些爭議。新研究借助于精巧設計、完美開展的實驗為他們早期的理論提供了令人信服的數(shù)據(jù)，并深刻地改變了我們對于細胞內(nèi)信號傳導的理解。”

這一研究發(fā)現(xiàn)或有可能幫助研究人員找到控制某些疾病進程的新途徑。“近期很多的研究論文都在討論異常信號對癌癥形成的影響，”Vecchio說：“這一發(fā)現(xiàn)提供了一個細胞選擇信號接受的重要范例，或?qū)⒋偈拐业讲倏v這些系統(tǒng)的新途徑。”

此外，利用這一系統(tǒng)還可幫助控制遺傳工程細胞對某些致病毒素的反應，例如改變細胞顏色，從而生成非常敏感的生物檢測器。