人类基因组中的“食人”基因进化为新细胞功能服务

　　一个细胞吞噬甚至吞噬另一个细胞的细胞内现象——包括细胞同类相食的现象——在生命之树中广泛存在，细胞内相关基因出现在人类细胞中，包括非癌细胞，这表明细胞内事件本身并不是癌变的。相反，它们可能在正常发育、体内平衡和应激反应中起着至关重要的作用。

　　

这是一个细胞吃细胞的世界，而且不仅仅是单细胞生物。事实上，即使是人类的细胞里也有食人者的影子，即使是与恶性肿瘤或免疫功能无关的细胞。

亚利桑那州立大学的科学家们回顾了我们对细胞吃细胞现象——或者更一般地说，细胞内细胞现象——的了解。他们对508篇文章进行了系统筛选，从中选择了115篇相关文章，以搜索生命之树中的细胞中事件、细胞中相关基因的年龄，以及细胞中事件是否与正常的多细胞发育或癌症有关。

由亚利桑那癌症和进化中心主任Carlo C. Maley博士领导的科学家们在《Scientific Reports》上发表了他们的发现，论文题为《Cell-in-cell phenomena across the tree of life》。

文章的作者写道:“细胞内事件在生命之树上随处可见，从一些单细胞生物到许多多细胞生物，包括非肿瘤组织和肿瘤组织。此外，在文献中发现的38个细胞中细胞相关基因中，有14个基因的历史超过22亿年，也就是说，比一些兼性多细胞分类群的共同祖先还要古老。所有这些都表明，细胞间事件可能早于专性多细胞的起源。”

细胞被其他细胞内化的相互作用的广泛发生表明，这些事件本身并不是“自私的”或“恶性的”。相反，细胞内现象似乎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。

“[我们的]结果表明，细胞内事件存在于专性多细胞生物中，但不是它们的决定性特征，”科学家强调说。“在不考虑细胞内事件也是正常发育的一部分的情况下，从专门的多细胞生物中根除细胞内事件作为治疗癌症的一种方法，这种想法应该被放弃。”

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。

Maley说:“我们第一次进入这项研究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。”

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。

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。

“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中细胞机制相关的基因时，事实证明，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，”研究合著者路易斯·西斯内罗斯博士说，他曾是亚利桑那州立大学的研究助理教授，目前是梅奥诊所的研究助理。

研究中发现的古老细胞中基因参与多种细胞过程，包括细胞-细胞粘附、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。