研究发现普遍存在的“细胞同类相食”现象：一个细胞吞噬另一个细胞

　　在一篇新的评论文章中，卡洛·马利和亚利桑那州立大学的同事描述了一个细胞吞噬甚至吞噬另一个细胞的细胞内现象。这项研究表明，这种行为，包括细胞同类相食，在整个生命树中普遍存在。这一发现挑战了细胞内事件主要局限于癌细胞的普遍看法。相反，从单细胞变形虫到复杂的多细胞动物，这些事件似乎在不同的生物体中都很常见。

　　

在一篇新的评论文章中，卡洛·马利和亚利桑那州立大学的同事描述了一个细胞吞噬甚至吞噬另一个细胞的细胞内现象。这项研究表明，这种行为，包括细胞同类相食，在整个生命树中普遍存在。

这一发现挑战了细胞内事件主要局限于癌细胞的普遍看法。相反，从单细胞变形虫到复杂的多细胞动物，这些事件似乎在不同的生物体中都很常见。

这种相互作用在非癌细胞中的广泛发生表明，这些事件本身并不是“自私”或“癌变”行为。相反，研究人员提出，细胞内现象可能在各种生物体的正常发育、体内平衡和应激反应中起着至关重要的作用。

该研究认为，靶向细胞内事件作为治疗癌症的方法应该被放弃，因为这些现象并非恶性肿瘤所独有。

通过证明发生在一系列广泛的生命形式中，并深深植根于我们的基因构成，这项研究邀请我们重新考虑细胞合作、竞争和多细胞复杂本质的基本概念。这项研究为进化生物学、肿瘤学和再生医学的研究开辟了新的途径。

这项新研究发表在《自然》杂志《科学报告》上，是第一个系统地研究生命之树中细胞间现象的研究。该小组的发现可能有助于重新定义对细胞行为的理解及其对多细胞、癌症和生命本身进化之旅的影响。

Maley说:“我们第一次进入这项工作是因为我们了解到细胞不仅仅是争夺资源，它们还会主动杀死和吃掉对方。”“这是癌细胞生态的一个迷人方面。但进一步的探索表明，这些现象发生在正常细胞中，有时两个细胞都没有死亡，从而产生一种全新的杂交细胞。”

Maley是生物计算、安全与社会生物设计中心的研究员;亚利桑那州立大学生命科学学院教授;亚利桑那癌症进化中心主任

这项研究是由第一作者Stefania E. Kapsetaki和Luis Cisneros合作完成的，前者曾在亚利桑那州立大学工作，现在是塔夫茨大学的研究员，后者曾在亚利桑那州立大学工作，现在是梅奥诊所的研究员。

从自私到合作的细胞相互作用

细胞内事件长期以来一直被观察到，但仍然知之甚少，特别是在免疫反应或癌症的背景下。最早负责细胞间行为的基因可以追溯到20多亿年前，这表明这种现象在生物体中起着重要的作用，尽管还有待确定。了解细胞内事件在正常生理和疾病中的不同功能，对于开发更有效的癌症治疗方法非常重要。

这篇综述深入研究了细胞间现象的发生、遗传基础和进化史，揭示了一种曾经被认为是异常的行为。研究人员回顾了500多篇文章，对生命之树中观察到的细胞间现象的各种形式进行了分类。

该研究描述了16个不同的分类群体，发现这些群体中存在细胞内行为。基于宿主细胞和猎物细胞之间的亲疏程度，以及相互作用的结果(一个细胞或两个细胞是否存活)，细胞内事件被分为六个不同的类别。

该研究强调了细胞间行为的光谱，从一个细胞杀死并消耗另一个细胞的完全自私行为，到两个细胞都存活的更合作的相互作用。例如，研究人员发现了“异种杀伤”的证据，即一个细胞吞噬并杀死另一个不同物种的细胞，这种现象在广泛的单细胞、兼性多细胞和专性多细胞生物中都存在。相比之下，一个细胞消耗同一物种的另一个细胞的“同种杀伤”就不那么常见了，在研究的七个主要分类组中只有三个观察到。

专性多细胞生物是指在其整个生命周期中必须以多细胞形式存在的生物。它们不能作为单细胞存活或发挥功能。例子包括大多数动物和植物。兼性多细胞生物是指既能以单细胞形式存在，也能根据环境条件以多细胞形式存在的生物。例如，某些类型的藻类可能在某些条件下以单细胞形式生活，但在其他条件下形成多细胞菌落。

研究小组还记录了细胞内的现象，即宿主细胞和猎物细胞在相互作用后都存活下来，这表明这些事件可能具有重要的生物学功能，而不仅仅是杀死竞争对手。

Kapsetaki说:“我们对生命之树中细胞内现象的分类对于更好地理解这些现象的进化和机制很重要。”“它们究竟是怎么发生的?”这是一个需要对数以百万计的生物体进行进一步研究的问题，包括那些细胞内现象可能尚未被搜索到的生物体。”

古老的基因

除了对不同的细胞间行为进行分类外，研究人员还研究了参与这些过程的基因的进化起源。令人惊讶的是，他们发现许多关键的细胞内基因早在专性多细胞进化之前就出现了。

Cisneros说:“当我们在很久以前从人类谱系中分离出来的物种中观察与已知细胞内细胞机制相关的基因时，结果发现人类同源基因(从共同的祖先基因进化而来的基因)通常与多细胞的正常功能相关，比如免疫监视。”

总共鉴定出38个与细胞内现象相关的基因，其中14个起源于22亿年前，比一些兼性多细胞生物的共同祖先还要早。这表明细胞同类相食的分子机制在向复杂的多细胞生物过渡之前就已经进化了。

研究中发现的古老细胞内基因参与多种细胞过程，包括细胞间粘附、吞噬(吞噬)、细胞内杀死病原体和调节能量代谢。这种功能的多样性表明，早在复杂的多细胞生命出现之前，细胞内事件就可能在单细胞和简单的多细胞生物中发挥重要作用。