生物学家探索从程序性死亡边缘恢复的细胞的分子基础

两个加州大学圣塔芭芭拉分校实验室之间的新合作探索了一个名为anastasis的非凡过程的潜在分子机制，这个希腊语意为“升级为生命”。在早期研究表明细胞可以从死亡边缘恢复的基础上，新的研究表明，转移是一个由两个可区分的阶段组成的活跃过程。该团队的研究结果发表在“细胞生物学杂志”上。

“我们已经知道细胞需要转录新基因才能恢复，”相应的作者Denise Montell解释说，他是UCSB的Duggan分子，细胞和发育生物学教授。“因此，当细胞开始死亡时，我们会在细胞中分析每个mRNA分子，然后它们就会恢复。”

首先，生物学家在生长培养基中添加了一种毒素，以诱导细胞凋亡 - 一种程序性细胞自杀形式，是几乎所有疾病的组成部分 - 并使细胞濒临死亡。然后他们交换培养基以除去诱导物并使细胞恢复一，二，三，四，八或12小时。在整个过程中的每一步，研究人员都收集了数百万个细胞并测序了他们的RNA，以发现他们的基因谱在这个过程中是如何变化的。Montell的实验室与UCSB的Kosik分子和细胞神经生物学实验室合作，该实验室进行了RNA分析。

来自RNA谱的数据不仅证明了转移过程的活跃性质，而且还显示出其两个不同的阶段。在前四个小时期间，与未处理的细胞相比，细胞经历基因表达的大量变化。然而，恢复一小时的细胞彼此之间的相似程度远远超过8小时时的细胞，这与12小时时的细胞相似。

“我们还发现，即使细胞处于死亡边缘，它们也在暗中富集生存RNA，”蒙特尔说。“细胞不知道事情会变好还是变坏，所以他们坚持使用一些生存分子以防万一。因此，细胞即使在它们死亡时仍能恢复。”

该研究小组专注于一种特殊的促存活RNA，称为蜗牛，在死亡的边缘丰富。细胞不会从RNA中产生蛋白质或使其降解;相反，他们坚持下去。当科学家阻止蜗牛的表达时，细胞无法存活。

他们还发现在转移早期诱导的RNA促进其他基因的转录，这使得细胞能够恢复并开始分裂。在后期阶段，RNA会改变它们的作用并获得迁移能力。

“有些事情在整个恢复过程中表达，包括制造新血管的血管生成诱导剂，”Montell指出。“这看起来很像伤口愈合：细胞增殖或迁移填补空白和创造新的血管，以滋养康复。

“在一个有益的正常过程中，这一切都很好，”蒙特尔补充道。“例如，在心脏病发作期间，当心脏细胞被剥夺氧气时，如果它们能够恢复，这是个好消息。但是当癌症细胞做同样的事情时，这是个坏消息。化疗药物和放射线已知会诱发癌细胞但是，在治疗后，吻合可能会让他们有一种反弹的方法。“

现在研究人员已经描述了这种分子机制，他们对细胞开始转录新基因之前最早的恢复阶段特别感兴趣。他们还希望更好地了解转移的长期细胞效应。

“我们想知道从死亡边缘恢复的细胞是否保留了对经验的永久表观遗传记忆，”蒙特尔说。“我们还想知道经历过一轮转移的细胞是否对后续一轮或多或少有弹性。最重要的是，我们在本文中描述的机制是否是化疗和放射治疗后复发的基础?”