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了解細胞就是了解生命

2020-09-21 07:20 來源: 新華網

細胞是生命的最小單位,細胞生物學是生命科學研究的重要領域。中國科學院分子細胞科學卓越創新中心研究員陳正軍表示,細胞在地球上的物質形態演化過程同時也是地球生命演化的過程,“了解了細胞,我們就能了解生命”。

細胞生物學與人類活動息息相關

細胞生物學是研究生命活動的一個重要前沿學科方向。這一學科分支眾多,主要關注細胞形態結構、細胞生命活動功能、細胞遺傳調控以及細胞與其生命活動環境當中的各種關系。

陳正軍表示,人類需要把細胞研究清楚,通過研究細胞的生命活動過程、基因調控以及細胞與微環境的關系,可以了解細胞的健康活動和發育過程。而如果缺乏對相關研究的掌握,我們便會很難認識目前面臨的各種疾病,如炎癥、癌癥等病理細胞的活動過程等,也很難針對這些疾病的發病機制進行有效的治療。

細胞生物學與人類生活息息相關,陳正軍舉了一些生活中常見的人體生理反應例子來解釋細胞的生命活動。他介紹,小孩皮膚光滑、濕潤,但隨著年齡增長也會有皺紋出現,這一過程就是人體細胞的變化過程,保養皮膚的過程其實就在保養我們的面部細胞。“平時給予身體充沛的營養,進行自由運動,及時調整心理情緒,就是在保養人體細胞,調整人體大腦神經細胞健康活動,助力身心健康。”

細胞生命活動受內外因素共同作用

真核多細胞生命體由各種各樣的細胞所組成,不同種類的細胞組成不同組織器官,執行相應組織器官的功能和行為,協同完成人體生命活動。人體從受精卵細胞發育成一個完整的個體,伴隨了細胞的增殖、分化、遷移等各種細胞行為。陳正軍的研究領域則包括了細胞極性與細胞遷移、增殖和腫瘤發生的相關性研究。他介紹,細胞在遷移過程中需要定位到特殊的位置上,形成一種特殊的細胞極性狀態,占據它所在的功能部位并執行其生命活動過程。

一個細胞如何在體內發揮作用?陳正軍認為這是一個十分有趣且深奧的科學問題。細胞活動受到細胞自身遺傳物質、蛋白質分子的調控,同時細胞內部的這些分子和功能單位,也會受到細胞外環境因素的影響。兩者共同相互作用,使得單個細胞可以產生不同的生命活動。

具體來講,細胞生長需要改變自身的結構狀態,這一過程伴隨胞內各種信號物質、蛋白質、信號通路等發生變化。其中,細胞通路的變化則受部分外界因素的影響,例如化學因素、物理因素甚至生物因素。而在體內環境中,生長因子作為一種外環境因素,對細胞行為如細胞生長、遷移等的影響極為重要。

細胞生長因子可實現不同細胞的功能需求

細胞生長因子是促進細胞生命活動一類細胞因子廣泛的概念,比如說,表皮細胞生長因子、成纖維細胞生長因子、肝細胞生長因子和內皮細胞生長因子等,都稱為細胞生長因子。不同細胞生長因子就會幫助不同細胞維系其不同生命活動功能,如細胞增殖、遷移和分化等。不同細胞種類對細胞生長因子的需求也不同,不同的細胞生長因子也能協同調控一種細胞活動過程,比如說表皮細胞生長因子和血小板衍生生長因子對上皮細胞的增殖促進作用,多種不同細胞生長讓細胞來執行不同的生命活動。

每個細胞在特定的環境下都可以分泌產生細胞生長因子,通過細胞之間互相刺激或者刺激自身發揮作用。以口腔黏膜或者腸道的上皮細胞自我修復為例,當上皮細胞產生損傷,需要修復即重新執行自身的增殖功能時,上皮細胞會啟動常規活動以外的一種機制,分泌生長因子幫助自己,甚至幫助周圍細胞進行修復,完成功能需求。

細胞生長因子通常呈多肽分子配體,可以直接與表皮生長因子受體結合,結合之后受體會把信號轉到胞內,細胞內接著啟動一系列蛋白質的相互作用和偶聯酶促化學反應,這一過程為細胞的信號轉導通路激活,通過瀑布效應放大生物信號,啟動和激活細胞增殖、遷移、分化等生命活動。因此,細胞生長因子在細胞生命活動過程中起著非常重要的作用。

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作者: 科技前沿大師談   [責任編輯: 王卉雯]

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