又发现一种新型细胞死亡!前所未知的“erebosis”死亡

【字体: 时间:2022年04月27日 来源:RIKEN

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  一个研究小组发现了一种发生在普通果蝇内脏中的完全未知类型的细胞死亡。研究人员发现“erebosis”被认为在肠道代谢中起作用。这一发现需要对细胞死亡的传统概念进行修正,同时推翻了先前建立的肠道组织内稳态理论。

  

和皮肤一样,组成肠道的细胞也在不断死亡,并被新细胞取代。这个过程被称为周转,有助于维持组织生长和组织更新之间的平衡或动态平衡。肠内周转的传统理论是老化或受损的细胞通过细胞凋亡的过程死亡。细胞凋亡也被称为“程序性细胞死亡”,是目前公认的三种细胞死亡类型之一。新的研究对这一假设提出了质疑,为可能针对肠道的第二种程序性细胞死亡提供了证据。

通常情况下,这一发现是偶然发生的。研究人员正在研究一种果蝇版本的ANCE,一种有助于降低血压的酶。他们注意到,Ance在果蝇肠道中的表达是斑驳的,而且含有它的细胞具有奇怪的特征。Yoo说:“我们发现Ance在果蝇肠道中标记了一些奇怪的细胞。但我们花了很长时间才发现,这些奇怪的细胞实际上正在死亡。”他们发现这些奇怪的细胞颜色较暗,缺乏核膜、线粒体和细胞骨架,有时甚至缺乏细胞存活所需的DNA和其他细胞物质。

这一过程是如此缓慢,不像细胞凋亡中看到的更突然和爆炸性的细胞死亡,他们意识到这可能是一种新现象。由于抗体阳性的细胞通常在肠道中新细胞诞生的地方附近,他们推测这种新型细胞死亡与肠道内的新陈代谢有关。他们暂时将这个过程命名为“erebosis”,这个名字来源于希腊语“erebos”,意思是“黑暗”,因为垂死的细胞在显微镜下看起来非常黑暗。

为了证明erebosis是一种新型的细胞死亡,研究人员进行了几项测试。首先,实验性地阻止细胞凋亡并不能阻止肠道内稳态。这意味着肠道内的细胞更替,包括细胞死亡,可以在没有细胞凋亡的情况下进行。第二,死亡细胞没有显示任何凋亡的分子标记或其他两种已知的细胞死亡类型。在erebosis晚期的细胞确实显示出与DNA降解相关的细胞死亡的一般标记。

对erebosis细胞的详细检查显示,它们位于肠道干细胞簇附近。这是一个很好的证据,肠道细胞在周转过程中被新分化的肠道细胞所取代。具有讽刺意味的是,导致这一发现的酶似乎并没有直接参与这一过程,因为敲低或过度表达Ance并不影响erebosis。因此,下一步是研究出果蝇肠道中允许黑热病和细胞周转的详细分子事件。

“我觉得我们的研究结果有可能成为一项开创性的发现。就我个人而言,这项工作是我一生中做过的最具突破性的研究,”Yoo说,“我们非常感兴趣的是,erebosis是否存在于人类肠道和果蝇中。”

Hanna M. Ciesielski, Hiroshi Nishida, Tomomi Takano, Aya Fukuhara, Tetsuhisa Otani, Yuko Ikegawa, Morihiro Okada, Takashi Nishimura, Mikio Furuse, Sa Kan Yoo. Erebosis, a new cell death mechanism during homeostatic turnover of gut enterocytes. PLOS Biology, 2022; 20 (4): e3001586


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