线粒体的变化对于清除死细胞至关重要

哥伦比亚大学欧文医学中心(Columbia University Irving Medical Center)的研究人员发现，人体内的专业进食细胞会以体内的死细胞为食，但当它们无法分裂线粒体时，就会失去食欲。这项新发现可以帮助研究人员改善进食细胞的食欲，而进食细胞在心脏病、狼疮和慢性肺病等慢性疾病中发挥着关键作用。

人体中的每一秒，人体中的100万细胞死亡，被其他细胞吞噬。必须在泄漏其内容物并引起炎症和组织损伤之前清除死细胞。

每秒钟吞噬一百万个死亡细胞是一项令人难以置信的任务，也是巨噬细胞(希腊语中“大食者”的意思)的主要工作之一。巨噬细胞每天可以不间断地吃掉70个死亡细胞。“这就像一个人晚餐吃了20块牛排，然后半小时后又吃了20块，”他说Ira Tabas，医学博士，理查德J.哥伦比亚医学，细胞生物学和生理学教授。

但是，巨噬细胞如何在这种速率下准确地为这么多死池腾出空间 - 以及为什么过程有时会出错并导致疾病 - 以前是科学家的谜。

在10月5日问题细胞那塔巴斯博士及其同事报告说，嗜食巨噬细胞利用它们的线粒体(作为细胞能量发电站的结构)来改变巨噬细胞内钙释放的方式。这种钙释放的变化导致巨噬细胞表面扩张，使巨噬细胞足够大，可以包裹死细胞并将其吞噬。

研究人员首先注意到在观察到培养皿中的巨噬细胞时，线粒体的作用。作为巨噬细胞吃，巨噬细胞内的线粒体变短，该过程称为线粒体裂变。“我们认为这必须以某种方式对患有效力症来说至关重要[死亡细胞消耗的科学名称]，”Tabas博士说。“所以我们不得不找到这种线粒体裂变的机制并沉默它，看看是否改变了巨噬细胞消耗死单的能力。”

塔巴斯博士的团队发现，一种名为Drp1的线粒体裂变蛋白是吞噬死亡细胞的巨噬细胞线粒体缩短的原因，他们创造出了不含这种蛋白的巨噬细胞。这些细胞中的线粒体没有发生裂变，也不能进行正常的热增殖。“巨噬细胞不能一次有效地清除一个以上的死亡细胞，”塔巴斯博士说。“然后我们知道，线粒体裂变一定是巨噬细胞吞噬多个细胞的关键。”

通过改变巨噬细胞内的钙流动，研究人员可能会发现线粒体裂变使患有效力酶活性。钙是细胞内的信号剂;在线粒体裂变期间，它向巨噬细胞发出巨噬细胞，巨噬细胞需要更多的细胞膜，以便能够包裹并消耗死池。“这个过程需要继续发生，以便巨噬细胞不断有足够的新细胞表面膜能够非常迅速地吃第二个死单，”塔巴斯博士说。“那是关键。”

动脉粥样硬化是心脏病和中风最常见的原因，是一种疾病的例子，任何破坏泡红细胞增多症的东西都可能是毁灭性的，研究人员发现，当线粒体裂变停止时，老鼠的动脉粥样硬化会恶化。由于没有裂变，动脉中的巨噬细胞在泡沫细胞增多症中有缺陷，有死亡细胞的积聚和炎症，这些都是引起心脏病发作的病变的特征。

“通过利用我们从这一新途径中学到的内容，我们希望我们最终能够重新编程巨噬细胞，以更好地在患有效力症，”Tabas博士说。“这可能是一种游戏改变者，用于治疗和预防动脉粥样硬化，狼疮，甚至慢性肺病等疾病。