「吃掉我!」 – 細胞凋亡前會向血細胞發出信號

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細胞-材料綜合科學研究所(iCeMS)的科學家和日本的同事揭示了參與消除體內不需要的細胞的分子機制。釋放到細胞質中的核蛋白片段激活了一種質膜蛋白,使其在細胞表面顯示出一種脂質,向其他細胞發出信號以擺脫它。

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該研究成果發表在《分子細胞》雜誌上。"每天有100億個細胞凋亡,被稱為吞噬細胞的血細胞吞噬。如果沒有發生這種情況,死細胞會爆裂,引發自身免疫反應,"領導這項研究的iCeMS生物化學家Jun Suzuki解釋說。"了解死細胞如何作為我們身體維護的一部分而被清除是很重要的。"

科學家們已經知道,死亡細胞在其表面顯示出「吃掉我!」信號,從而被吞噬細胞識別。在這個過程中,脂質通過各種被稱為scramblases的蛋白質在細胞膜的內部和外部之間翻轉。Suzuki和他的團隊已經發現了其中的幾種脂質擾亂蛋白,但它們的一些激活機制一直不清楚。

為了解決這個問題,該團隊使用了一系列篩選方法來研究名為Xkr4的擾亂蛋白。大致的目的是找出在細胞死亡過程中活躍的基因,並特別放大Xkr4及其相關蛋白,以了解它們是如何相互作用的。

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"我們發現,一個核蛋白片段激活了Xkr4,向吞噬細胞顯示「吃掉我!」信號,"iCeMS細胞生物學家Masahiro Maruoka說,他是這項研究的第一作者。

科學家們發現,細胞死亡信號會導致一種名為XRCC4的核蛋白被一種酶切割。XRCC4的一個片段離開細胞核,激活Xkr4,Xkr4形成二聚體:將相同的片段相互連接。XRCC4的結合和二聚體的形成都是Xkr4最終在細胞表面轉移脂質以成為提醒吞噬細胞的必要條件。

Xkr4隻是擾亂蛋白中的一種。在細胞死亡過程中,其他蛋白的激活速度要快得多。該團隊現在想了解Xkr4通路何時以及為何會被特異性激活。由於它在大腦中強烈表達,它很可能對大腦功能很重要。"我們現在正在研究消除大腦中不需要的細胞或隔間,以進一步了解這一過程,"Maruoka說。

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