导言
第一部分 人体
第1章 细胞——彼此之间无话不谈
第2章 促使白细胞迁移的信号
第3章 T细胞——免疫主力
第4章 毛细血管——组织发育的“脑中心”
第5章 血小板——远不只是“止血栓”
第6章 肠道内的细胞对话
第7章 遍及全身皮肤的信号传递
第8章 癌细胞——终极操纵者
第二部分 大脑
第9章 神经元的世界
第10章 星形胶质细胞的支持性作用
第11章 小胶质细胞——大脑的主要调控者
第12章 生成髓鞘的少突胶质细胞
第13章 大脑的守卫细胞
第14章 疼痛与炎症
第三部分 微生物的通信世界
第15章 微生物的行为与对话
第16章 微生物与人体细胞的战斗
第17章 肠道微生物的权术
第18章 微生物对大脑的影响
第19章 病毒的复杂世界
第20章 微生物与植物的相互作用
第21章 微生物与癌症的爱恨纠缠
第22章 微生物与细胞器的对话
第四部分 细胞内的对话
第23章 细胞器之间的交流沟通
第24章 线粒体参与的对话
第25章 膜的合成
第26章 支架干线上的物质运输
第27章 树突干线
第28章 纤毛的重要意义
第29章 会说话的分子?——浅谈mTOR
结束我们的细胞对话之旅
附录
致谢
第1章 细胞——彼此之间无话不谈
细胞通信从本质上来看很复杂,其间会有不计其数的信号同时向各个方向传播。在数十亿个细胞中,某个细胞可以迅速做出复杂的决定并发出信号,指引诸多其他细胞完成各自的工作,让我们的身体能够以各种神奇的方式运作。
对于特定类型的细胞(如血细胞、肠道细胞、皮肤细胞、癌细胞、大脑细胞、微生物细胞)如何运用信号来发挥自身独特的生理功能,我们暂且不做深究。在本章中,我们主要探讨几乎所有细胞对话都会涉及的四大话题,这也是曾让科研发烧友们百思不得其解的问题。通过进行上述细胞对话,每个细胞能够明确自身要在大小、寿命上达到什么要求,知晓每天的日程安排和各自的位置,从而与全身各组织中的其他细胞相互合作。
显然,个体细胞都能够通过多种重要的机制来运用本章所述信息,但对这些机制的研究才刚刚起步,需要探究的内容还很多。虽说我们已经能够运用高级影像学技术来观察较以往更微观的细胞细节,但要找到充当细胞和组织内部信号的单个微小分子仍然极具挑战性。由后续各个章节可知,对于这本书所介绍的大部分细胞,我们将能够获得更多详细的信息。
明确适当的细胞大小
不同的细胞具有不同的形状和大小,但特定类型的细胞往往在大小上变化不大。举例来说,至少有一千种不同类型的神经元有着特定的大小和形状,以便适应特定的神经回路。就其他器官而言,细胞具有特定大小的原因则不甚明显。
细胞大小受诸多因素影响,比如环境调控、其他细胞的信号等。食物颗粒或普通代谢周期中的分子发出的信号也会使细胞大小发生变化。在新的环境中,细胞还会变大。举例来说,在妊娠期间,胰腺细胞会变大,以便生成更多的胰岛素。不过,当这些细胞因糖尿病的影响而死亡时,其大小会保持不变,数量则会减少。
妊娠期间,肝细胞也会增大。当脂肪细胞增大时,它们会发出细胞外基质变化的信号。当免疫细胞因子信号触发淋巴细胞和小胶质细胞执行不同功能时,这些细胞的大小就会改变(有关淋巴细胞、小胶质细胞和细胞因子的信号,下文各个章节将一一说明)。
同样,器官也会运用多种技巧来使细胞保持特定的大小,但具体技巧尚未确知。即便是在不同环境因素的作用下,器官也知道新细胞应该是什么大小。由干细胞生成的细胞,其大小并非等同于干细胞本身,而可能是干细胞的十倍大。一个人的体形之所以比另一个人大,原因在于细胞数量而非平均细胞大小。即便是在快速生长期间,器官也能使细胞大小保持特定。彼此相邻的两种胰腺细胞会保持不同的大小;骨骼生长时,骨骼细胞的大小则会增加十倍。
就单个细胞而言,其大小取决于新细胞在多阶段繁殖周期中各个时期的活性。生成新细胞时,只有特定大小的细胞能够进入繁殖周期的下一阶段。举例来说,细胞会在繁殖周期中的不同时期衡量蛋白的生成情况。在此基础上,蛋白生成量会成为信号,告诉体形偏小的细胞必须在某一阶段停留更长的时间,以便在大小上赶上“大部队”。比如,在DNA复制阶段和DNA双链分离阶段之间的时期,通常会发生这种细胞大小的增加。
另外,器官还可以将分泌的信号分子由一个细胞发送给另一个细胞,以此来改变细胞大小。这些信号分子能够激活接受信号的细胞上的受体,继而告知细胞内的细胞核需要调整细胞大小。此类信号分子包括免疫细胞因子和生长因子(通常是蛋白或激素),它们能够触发细胞分裂,进而生成体形较小的新细胞。一些信号分子会促进细胞生长,而另一些则会产生抑制作用。上述因素在不同的器官中会产生不同的作用,但具体情况还有待研究。
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