就在過去的24個(gè)小時(shí)內(nèi)，你的身體里有500億個(gè)細(xì)胞死去了。

不過也沒什么好擔(dān)心的，這樣的事情每天都在發(fā)生。實(shí)際上，這種有規(guī)律的細(xì)胞死亡是生命活動(dòng)必須的過程，我們把它叫做細(xì)胞凋亡。

當(dāng)然了，正常情況下新細(xì)胞的分裂和舊細(xì)胞的凋亡是平衡的，不過一旦凋亡發(fā)生異常，就會(huì)產(chǎn)生疾病——如果細(xì)胞不死，就會(huì)產(chǎn)生癌癥；如果細(xì)胞死得太多，那么組織和器官就會(huì)消失不見了。

那么細(xì)胞凋亡是怎么樣的一個(gè)過程呢？

哈佛大學(xué)研究者在顯微鏡下親眼看到，細(xì)胞凋亡的發(fā)生竟然像是水波紋那樣在細(xì)胞中擴(kuò)散，每分鐘30微米的速度還真是蠻快的！而且這種傳遞方式與擴(kuò)散完全不同，速度并不會(huì)變慢，用作者本人的說法就是“永不減速，永不消失”！這篇論文不久前發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

本文通訊作者James Ferrell（左）和一作Xianrui Cheng（右）

細(xì)胞凋亡總會(huì)有一個(gè)起點(diǎn)，那么它是怎么從點(diǎn)擴(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞的呢？一直以來科學(xué)家有兩個(gè)猜想。

第一種是隨機(jī)擴(kuò)散，就像是一滴墨滴進(jìn)清水，它逐漸暈染、變淡，最后消失；第二種則像是森林大火，因?yàn)榭傆行碌臉淠咀鳛槿剂?，所以火?shì)蔓延不會(huì)減緩、甚至?xí)鏊?，研究者們把這種傳遞方式叫做觸發(fā)波（trigger wave）。

那么到底是哪種方式呢？

因?yàn)榧?xì)胞實(shí)在是太小了，很難觀察，所以研究者取出了非洲爪蟾的卵細(xì)胞內(nèi)容物，把它們裝進(jìn)透明的細(xì)長(zhǎng)特氟龍管中，然后用綠色熒光標(biāo)記與細(xì)胞凋亡相關(guān)的蛋白，這樣當(dāng)?shù)蛲鲩_始，就可以檢測(cè)綠色的光帶在管中移動(dòng)的速度了。

隨后，研究者把特氟龍管的一端浸到含有凋亡激活分子的溶液里，并在顯微鏡下觀察。隨后他們看到了令人驚奇的現(xiàn)象，綠色的熒光帶像潮水一般穩(wěn)速前進(jìn)！

說是潮水還有些不準(zhǔn)確，畢竟潮水越靠近岸邊力量越弱，速度也越慢，可是這道“死亡波動(dòng)”卻保持著平穩(wěn)的29微米/分鐘的速度，前行了好幾毫米！

作為對(duì)照，研究者還用色素標(biāo)記了普通的自由擴(kuò)散，結(jié)果顯示，自由擴(kuò)散的速度確實(shí)是越來越慢的，而且只能前進(jìn)幾百微米就消失了。

從這個(gè)結(jié)果我們也能夠猜到，細(xì)胞凋亡并不需要持續(xù)接觸凋亡激活成分，而是在發(fā)生之后就能夠靠自身的一些機(jī)制來維持。

研究者繼續(xù)探索之后，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)的凋亡網(wǎng)絡(luò)是很多復(fù)雜級(jí)聯(lián)反應(yīng)綜合的結(jié)果。比如說，開始凋亡的細(xì)胞線粒體受損，其中參與有氧呼吸的細(xì)胞色素C滲出到細(xì)胞質(zhì)中，一旦它的濃度達(dá)到一定水平，就會(huì)激活半胱天冬酶，而半胱天冬酶又會(huì)進(jìn)一步激活其他蛋白導(dǎo)致線粒體膜穿孔，令更多的細(xì)胞色素C釋放。這就是死亡波動(dòng)的部分真相了。

細(xì)胞凋亡的部分級(jí)聯(lián)反應(yīng)

研究者也直接在細(xì)胞內(nèi)觀察到了死亡波動(dòng)。非洲爪蟾卵細(xì)胞個(gè)頭很大，直徑能夠達(dá)到1.2毫米。雖然細(xì)胞并不透明很難觀察，但是研究者還是發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在某一點(diǎn)注射細(xì)胞色素C，細(xì)胞凋亡就從這一點(diǎn)開始，以均勻的速度傳遞到整個(gè)細(xì)胞。這個(gè)過程伴隨著自然的色素沉積移動(dòng)，可以看到一條黑線在細(xì)胞表面移動(dòng)。自然凋亡的細(xì)胞表面也存在這樣的死亡波動(dòng)。

單個(gè)細(xì)胞表面的死亡波

其實(shí)這種觸發(fā)波現(xiàn)象不僅僅存在于細(xì)胞凋亡，我們了解得最多的電信號(hào)在軸突上傳導(dǎo)也是類似的機(jī)制，其他還有鈣離子的胞內(nèi)外轉(zhuǎn)運(yùn)、有絲分裂等，可見觸發(fā)波是廣泛存在于生命活動(dòng)中的。

這些發(fā)生在細(xì)胞中的小小波動(dòng)，雖然看起來很理論，似乎和臨床沒什么聯(lián)系，不過它能夠幫助我們了解細(xì)胞凋亡的機(jī)制，很可能為未來醫(yī)學(xué)研究重要的信息。畢竟很多疾病的治療，都是要操控細(xì)胞的死活，比如治療癌癥是要讓癌細(xì)胞死亡，治療神經(jīng)退行性疾病卻希望神經(jīng)元盡可能多的存活。

正如作者之一Ferrell教授所說，提高對(duì)細(xì)胞死亡的理解是醫(yī)學(xué)的關(guān)鍵，“如果我們想要干預(yù)疾病，那么我們就需要了解如何調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡。