有些細(xì)胞注定會(huì)活著，有些細(xì)胞注定會(huì)死去。秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans，深受生物學(xué)家喜愛的一種模式生物）的linker細(xì)胞，就是那些注定要死去的細(xì)胞。這種細(xì)胞有助于確定雄性線蟲性腺的形狀——然后它就死去，兩天之后線蟲從幼蟲過渡到成蟲。這種程序性細(xì)胞死亡，是動(dòng)物發(fā)育正常的一部分，然而，這背后的遺傳和分子機(jī)制尚未確定。

在Shai Shaham的帶領(lǐng)下，洛克菲勒大學(xué)發(fā)育遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們之前表明，linker細(xì)胞不是通過細(xì)胞凋亡（一種被廣泛研究的的程序性細(xì)胞死亡形式）而死亡。他說：“關(guān)于這個(gè)死亡過程的一切都與細(xì)胞凋亡不同。它在顯微鏡下看起來不同，它需要不同的基因，也有不同的動(dòng)力學(xué)。”

細(xì)胞死亡的許多方式，科學(xué)家們已經(jīng)在組織培養(yǎng)皿的人工環(huán)境中進(jìn)行了觀察和描述，但卻沒有在一個(gè)活的有機(jī)體中進(jìn)行過。現(xiàn)在，Shaham實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)能夠研究導(dǎo)致線蟲linker細(xì)胞死亡的分子機(jī)制。他們的研究結(jié)果發(fā)表在3月8日的《eLife》雜志，表明新發(fā)現(xiàn)的linker細(xì)胞死亡過程，類似于在一些神經(jīng)退行性疾病中導(dǎo)致神經(jīng)元或部分神經(jīng)缺失的過程。

一個(gè)古老蛋白質(zhì)的新角色

為了弄清導(dǎo)致linker細(xì)胞死亡的分子過程，Shaham的研究團(tuán)隊(duì)向線蟲體內(nèi)引入了隨機(jī)突變，然后尋找哪些動(dòng)物的linker細(xì)胞存活時(shí)間比正常時(shí)間長(zhǎng)。他們發(fā)現(xiàn)了一些突變可延長(zhǎng)linker細(xì)胞的生存期，其中包括影響HSF-1功能的突變，這個(gè)蛋白已知能夠保護(hù)細(xì)胞免受像熱量這樣的生理壓力。

Shaham指出：“這是一個(gè)大驚喜，我們發(fā)現(xiàn)，HSF-1——通常在細(xì)胞中起著保護(hù)作用，是這種細(xì)胞死亡方式的一個(gè)關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。”他的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)，在細(xì)胞中這個(gè)蛋白質(zhì)執(zhí)行的兩個(gè)任務(wù)是獨(dú)立的。以至于當(dāng)線蟲攜帶一個(gè)正常的、功能的HSF-1時(shí)，就能夠在高溫下生存，它們的linker細(xì)胞存活的時(shí)間就更長(zhǎng)，可能是因?yàn)檫@個(gè)蛋白質(zhì)忙于保護(hù)細(xì)胞抵御熱量，因此未能促進(jìn)linker細(xì)胞的死亡。

HSF-1可通過激活細(xì)胞中一個(gè)蛋白質(zhì)破壞機(jī)械裝置（稱為泛素蛋白酶體系統(tǒng)）的特定組件，而殺死linker細(xì)胞。之前已有研究證明，該裝置的組件發(fā)生突變，可影響果蠅和小鼠中神經(jīng)元的退化，從而表明這種新的線蟲通路可能已被廣泛使用。

在其他系統(tǒng)中的程序性細(xì)胞死亡

細(xì)胞凋亡——一種程序性細(xì)胞自殺行為，已經(jīng)得以充分研究，科學(xué)家們知道，哪個(gè)分子誘導(dǎo)了這個(gè)過程，哪個(gè)分子抑制它，隨著它的發(fā)生細(xì)胞內(nèi)發(fā)生了什么過程。然而，在小鼠身上阻止細(xì)胞凋亡，似乎對(duì)小鼠的整體發(fā)育影響甚微。Shaham說：“這是一個(gè)令人驚訝的結(jié)果，因?yàn)樵谏L(zhǎng)過程中細(xì)胞死亡是非常普遍的。這表明，可能存在其他手段殺死了細(xì)胞，我們對(duì)此知之甚少。”

非凋亡的細(xì)胞死亡在某些疾病中也見到過。在最近的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，在線蟲發(fā)育過程中linker細(xì)胞被挑選的過程，類似于小鼠、正常發(fā)育過程中、以及亨廷頓氏舞蹈癥患者和其他神經(jīng)退行性疾病中大腦神經(jīng)元死亡的方式。它還讓人想起，當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞被切斷時(shí)（就像脊髓損傷時(shí)發(fā)生的）看到的神經(jīng)細(xì)胞死亡。

基于最近在線蟲中的發(fā)現(xiàn)，Shaham和他的同事希望查明，在線蟲中促進(jìn)linker細(xì)胞死亡的蛋白質(zhì)的人類相對(duì)物，是否可能參與了神經(jīng)退化。如果是這樣，這些蛋白可能作為未來的藥物靶標(biāo)，緩解亨廷頓氏舞蹈癥的進(jìn)展，幫助脊髓損傷患者重新獲得行動(dòng)能力。

Shaham推測(cè)說：“舉個(gè)例子，如果我們?cè)谏窠?jīng)細(xì)胞死亡的時(shí)候給它們加壓，那么HSF-1蛋白質(zhì)就被迫進(jìn)入保護(hù)模式，而不是細(xì)胞死亡模式，也許我們就可以減緩它們的死亡。”

關(guān)于細(xì)胞死亡，科學(xué)家們已經(jīng)有了一系列的研究進(jìn)展。2014年，弗吉尼亞州立聯(lián)邦大學(xué)的研究人員帶領(lǐng)的一項(xiàng)最新研究，闡明了鋅與半胱天冬酶3相互作用、參與細(xì)胞死亡的分子細(xì)節(jié)。相關(guān)研究結(jié)果以封面故事發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)雜志》。 去年5月份，美國(guó)埃默里大學(xué)Winship癌癥研究所的肺癌研究人員，發(fā)現(xiàn)了一種新策略，利用細(xì)胞凋亡——一種程序性細(xì)胞死亡的形式，用于肺癌的治療。蛋白質(zhì)Bcl-2是腫瘤治療的一促使癌細(xì)胞死亡的分子途徑個(gè)已知靶標(biāo)，因?yàn)樗勺尠┘?xì)胞通過細(xì)胞凋亡而逃避細(xì)胞死亡。相關(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表在《Cancer Cell》雜志。隨后的9月份，美國(guó)天普大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一項(xiàng)最新研究表明，一個(gè)蛋白質(zhì)嵌入到線粒體表面，會(huì)打開細(xì)胞死亡的大門，從而導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生嚴(yán)重的能量故障。這項(xiàng)新的研究結(jié)果發(fā)表在《Molecular Cell》雜志，表明用一個(gè)小分子抑制劑堵住這個(gè)大門，可能是治療心臟病發(fā)作和中風(fēng)等心血管疾病的關(guān)鍵。