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成纤维细胞与白细胞常常会发生组织间迁移行为,这是因为它们要履行日常的细胞维护与免疫防御职责。
但与此同时,这些行为也提示了癌症的问题所在。
肿瘤的产生起始于局部细胞的分裂失控。
如果新分裂的细胞团驻留在原位,那么这属于良性肿瘤,通常可以通过手术成功切除或通过放射疗法将其杀死。
但癌症的最大问题是转移,在转移过程中,细胞可自原发肿瘤中脱离,穿透周围的组织,最终进入血液。
因此这些细胞几乎可以在人体任何部位产生继发性肿瘤。
由此可见,阐明细胞(指正常细胞与肿瘤细胞)穿透组织屏障的机制将成为探寻癌症转移抑制疗法的第一步,而这正是研发抑制癌细胞从原发部位扩散的药物的第一步。
在过去的几年中,关于转移活性的基因(与细胞迁移有关的基因)及其抑制剂的研究已经取得了一些进展,来源于柑橘皮(改良柑橘果胶)与橄榄油(油酰胺)等的多种化合物已显示出抗细胞转移的活性。
运动是一种涌现性特点吗
1824年,细胞生物学先驱之一的雷内·杜特罗歇(RenéDutrochet)表示:“就物质秩序而言,生命的本质是运动,而死亡则是这场运动的终结。”
近200年后,细胞究竟如何将细胞骨架各个组分结合在一起并形成一个独立的运动个体仍是一个未解之谜。
细胞运动需要生化信号、能量供给以及结构元件的重组。
细胞骨架元件需要生长、收缩并组织自己的行动,但这一过程究竟何时发生?会用到多少力?以及何时会停止?根据美国西北大学芝加哥校区一位研究细胞行为的细胞生物学家——古恩特·阿尔布雷希特-布勒(Gue-Buehler)的说法,“生命的功能引发并控制了其内部分子间的相互作用”
。
也就是说,整体要大于各部分的总和。
如果某一事情的发生可归结于许多复杂系统间的相互作用,那么这一特点可被称为涌现性。
在自然界中,群居昆虫便是涌现性的典型例子。
例如,白蚁蚁群形成的巨大的大教堂式结构,或是蜜蜂蜂群所产生的蜂窝状产物。
细胞的运动可以被认为是细胞骨架分子的涌现性投射结果,这一过程由线粒体所产生的能量以及存储在DNA中的遗传信息提供支持。
因此,可以认为组织中数百万个细胞通过形成涌现性现象从而满足了组织的功能需求,然后在组织形成器官时提升到下一个层次,在形成完整生命体时再次提升一个层次。
这种观点即便不能准确解释,也可以在某种程度上解释我们自身存在的复杂性。
细胞运动是完全随机的吗
阿尔布雷希特-布勒花费了30年时间对培养的单个细胞的行为进行了观察,并利用间歇性拍摄法积累了大量的素材,得出了一些令人着迷的研究结果:细胞需要,并且确实能够“感知”
周围环境,进而做出反应。
当一群细胞与其他细胞相遇时,这些细胞会朝相反方向移动。
这一现象进一步表明了细胞“知道”
它们想要去哪里,也显示了细胞在面对迁移过程的意外事件时所做出的“选择”
。
布勒发表的关于培养细胞行为的研究结果似乎也表明了在数个细胞直径的距离内存在细胞的定向运动与显著的细胞偏好。
布勒称之为“细胞智能”
,同时指出这种行为需要传入信息,其中可能涉及红外光的参与。
他认为细胞可以在几个细胞直径的距离范围内通过发射和接收红外光实现细胞通信。
鉴于这一研究领域尚未得到确切的成果,因此很难评估其真正意义。
但毫无疑问的是,这些研究是十分有趣的。
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