一种新发现的名为“破裂细胞”的免疫细胞在受到刺激时，会发生爆裂并释放出有毒化学物质，在短短几分钟内导致周围细胞死亡。科学家表示，这一被称为“破裂死亡”的过程，似乎是一种全新的细胞死亡形式，与已知的其他类型截然不同。6月2日，相关研究成果发表于《细胞》。
“这项研究非常有趣且发人深省。”美国哈佛大学陈曾熙公共卫生学院的细胞死亡研究专家Kristopher Sarosiek表示，尽管其他形式的细胞死亡与之相似，但不尽相同，“这使得破裂死亡成为一种新现象”。
在添加激素引发细胞爆炸后仅100秒，完整的免疫细胞（左）便已瓦解（右）。细胞的细胞膜（下）在添加激素60秒后开始破裂。图片来源：C. Chai et al./Cell
研究人员在研究一种涡虫时，偶然发现了这些细胞。涡虫长期以来备受科学家关注，因其具有惊人的再生能力——被切成多块的涡虫能够重新长成新的虫体。涡虫缺乏被称为抗体的免疫分子，但在再生过程中，它们仍能对病原体产生强有力的免疫反应。美国斯坦福大学的生物学家王浡（音译）和同事对这些涡虫如何应对免疫挑战很感兴趣，并在细胞层面研究了这些生物。
在早期的观察中，研究人员对显微镜下所见景象感到困惑——一些细胞似乎迅速消失，在其周围留下了一片布满死细胞的“无人区”。在确认所见并非实验伪影后，研究团队将这些消失的细胞命名为“破裂细胞”，并着手对其进行研究。
他们发现，“破裂死亡”似乎由一种名为活化素的蛋白质触发，这是一种已被广泛研究的激素，与细胞分化和免疫信号传导相关。当“破裂细胞”感知到活化素时，来自细胞内部储存库的钙离子会迅速在细胞骨架上积聚。这会在细胞内外形成明显的钙离子梯度，导致“破裂细胞”在感知到活化素后的不到两分钟内爆裂。
在体外实验中，单个细胞的破裂导致周围多达70个细胞死亡，这些细胞包括细菌、涡虫和哺乳动物来源的细胞以及人类细胞。“细胞破坏的速度和彻底程度让我们很惊讶。”王浡说。
细胞死亡的方式多种多样，而“破裂死亡”似乎与这些方式有所不同。例如，在一种被称为细胞凋亡的方式中，细胞会逐渐被分解，从而有助于维持组织的健康。还有一类细胞会因体内铁离子的积累而死亡，这一过程被称为铁死亡。与“破裂死亡”不同，这些过程通常需要细胞之间的直接接触，或者需要数小时才能诱导发生。Sarosiek指出，“破裂死亡”的确与一种名为细胞焦亡的细胞死亡形式有某些相似之处——在热死亡过程中，免疫细胞检测到病原体或损伤后会分裂，从而释放促炎性化合物。
虽然初步证据表明，“破裂细胞”中的杀伤性化合物很可能是某种中等大小的蛋白质，但其具体身份尚不明确。当研究人员在不含活化素的环境中通过机械手段使这些细胞破裂时，它们并未摧毁周围的细胞。这表明活化素改变了“破裂细胞”内部的某些状况。
除了试图鉴定这种有毒物质外，研究团队还在其他生物体中寻找“破裂细胞”的证据。研究人员在其他“两侧对称动物”即具有两侧对称结构的动物——其他涡虫和蚯蚓等环节动物门蠕虫中，发现了类似“破裂细胞”的遗传标记。这一发现表明，破裂细胞起源古老，并在基底双侧对称动物中得以保留，而该类群包含许多具有再生能力的物种。
“我们认为，涡虫和其他具有再生能力的动物之所以能耐受这些细胞，是因为它们能快速生成新细胞，以修复损伤。”王浡说。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.05.008
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