為什麼細胞會大量死亡?中研院揭密其中的原因
生命發育過程中,細胞迅速增生,分化出各種組織與器官,但增生的同時也伴隨大規模細胞死亡,這現象過去在雞胚胎中被發現,2012年正式被命名為「鐵死亡」。中研院最新研究發現,活性氧化物所造成的「鐵死亡觸發波」,是造成細胞大量死亡的原因。
中研院分子生物研究所助研究員陳昇宏表示,研究團隊利用數學建模,驗證鐵死亡觸發波的細胞訊號傳導迴路機制,為透過化學訊號將細胞的開關打開,當細胞接收到訊息之後,再傳給下一個細胞,類似骨牌效應的概念,為器官生成過程提出重要研究解釋。
什麼是「鐵死亡觸發波」?
鐵死亡觸發波是由活性氧化物引發,此為生物體內進行有氧代謝時的產生物,包括過氧化物和含氧自由基等,過多的活性氧化物將導致細胞和基因結構損壞,研究經24小時不間斷的細胞縮時動態攝影,結合大數據影像分析,發現壓力逐漸增大,鐵死亡觸發波速度會愈來愈快。
陳昇宏指出,腦中風、腎衰竭等疾病和細胞大面積死亡有關,細胞膜的脂質會藉由氧化過程,發生形狀上的改變甚至斷裂,細胞膜破裂後就會造成細胞死亡,由活性氧化物引起的鐵死亡觸發波,一次細胞死亡量竟可高達數百萬個。
鐵死亡觸發波的特性有哪些?未來可應用在哪些領域?
鐵死亡觸發波的特性在於,經過觸發波的細胞幾乎百分之百都會死掉,陳昇宏說,研究發現癌細胞對鐵死亡特別敏感,主因是癌細胞長得快,就會產生多樣化壓力,容易受到鐵死亡影響而死亡,但癌症治療後,很多細胞會存活下來產生抗藥性,也許鐵死亡觸發波可以提供一種新策略。
事實上,在植物細胞中也有鐵死亡的現象。陳昇宏推測,植物、動物都有細胞膜可能都會出現鐵死亡觸發波,未來也許有望應用於植物病蟲害防治等領域,此研究成果已登上國際頂尖期刊「自然」。
林澔一
責任編輯 吳依凡
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