听口令,齐步走,细胞干活去


听口令,齐步走,细胞干活去



慵懒的周末午后 , 当你躺在沙发上休息时 , 你身体内的每一个细胞都在工作 。 它们有的在吞吃垃圾 , 有的在搬运东西——细胞在帮忙修复你一周的疲惫 。 而这些修复方式看上去显得很悠闲 , 细胞们在伸懒腰 , 在散步 , 在蛙泳 , 在划船……
其实 , 这就是细胞的迁移运动 , 这些运动的方式是如此令人着迷 。 它们对许多生物学功能至关重要 , 在伤口愈合、肿瘤转移、免疫反应等生理现象中 , 也是必不可少的 。 比如当你不小心在手上划开一道口子后 , 部分皮肤细胞会迁移到伤口进行增殖再生 , 附近的免疫细胞也会跑过来帮助伤口闭合[1] 。
令人们“谈癌色变”的恶性肿瘤 , 也是因为肿瘤细胞增殖后 , 沿着血管和淋巴转移到其它器官组织 , 从而引起全身多处肿瘤 , 才如此难以治疗 。 而免疫细胞像警卫一样在身体各处游走巡逻 , 能精确找到肿瘤并清除 , 这也是免疫治疗越来越受重视的原因[2] 。
数个免疫细胞(蓝色)向肿瘤细胞(黄色)移动并试图清除肿瘤
(图片来源:https://www.verywellhealth.com/t-cells-2252171)
什么是细胞运动?就像是伸个懒腰 , 散个步
数亿年来 , 细胞进化出了形形色色的运动方式 。 草履虫摆动周身的纤毛在水中自由沉浮 , 衣藻晃动两根长长的鞭毛在清澈的湖水中摇摆 , 精子像小蝌蚪一样在体液中游行 。 虽然哺乳动物的体细胞既没有动纤毛 , 也没有长鞭毛 , 但是它们可以随液体漂流 , 也可以通过改变细胞形状来完成迁移运动 。
通过周身纤毛进行细胞运动的草履虫
(图片来源:veer图库)
动图1:
通过周身纤毛进行细胞运动的草履虫
(图片来源:YouTube)
没有鞭毛辅助运动 , 细胞走得很慢很悠闲 。 一旦感受到某些刺激后(这些刺激可能是物质浓度梯度变化 , 也可能是迁移信号) , 它们就会慢慢地向前伸出突触或伪足 , 就像伸了个懒腰 。 伸出的伪足与细胞前方相粘着 , 慢慢牵拉着整个胞体向前移动 。

细胞伸出伪足就像伸了个懒腰(图片来源:depositphotos.com和www.ucxinwen.com)
以树突状细胞的迁移运动为例 , 树突状细胞是一类强大的多功能抗原呈递细胞 , 它们长有很多伪足 。 这种细胞的迁移能力在维持免疫监视和组织稳态中都起着重要作用 。
平时树突状细胞的祖细胞在皮肤、粘膜表面和人体大多数器官中聚积 , 产生不成熟的一类树突细胞 。 这些细胞显示出动态星状扩展 , 有效地形成了致密的细胞网络 , 充当着免疫系统的前哨 。 一旦有病原体(异物、细菌、增殖异常的癌细胞等)入侵 , 这些细胞附近的某一趋化因子将集体升高 , 形成一个浓度梯度 , 召集远处更多的成熟树突状细胞迁移进入附近淋巴管系统 , 并将病原体信息传递给免疫T细胞 。 而T细胞到达病灶的速度会快很多 , 它们沿着血管壁滚动 , 最终清除病原体[3, 4] 。
当你受伤休息时 , 树突状细胞迁移至淋巴管启动免疫反应
(图片修改自https://slideplayer.com/slide/13493553/)
如果说精子的游动是百米冲刺 , 那么其它大多数细胞的移动就是蜗牛爬行 , 或者像播放视频时按下了慢速键 。 然而 , 正是这样缓慢的细胞迁移运动 , 帮助完成了一个又一个生命奇迹 。 比如在胚胎发育过程中 , 神经元前体细胞向前移动、切换方向或更改其迁移方式以到达最终位置 , 这个过程往往需要几个小时或几天才能完成 。 神经元的迁移赋予了我们可以思考万物的大脑 , 也让我们可以尽情享受美好时光 。

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