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细胞反叛_第10章 细胞中的信号蛋白质:生长控制设施

罗伯特·温伯格
科普学习
总共16章(已完结

细胞反叛 精彩片段:

第10章 细胞中的信号蛋白质:生长控制设施

认识突变经验后,我们可以对癌症追根溯源,直到细胞的中抠控制分子即DNA中的可识别的变化。但是就某种角度而言,这些遗传发现索然无味,并不能告诉我们多少新东西。基因是纯粹的信息,只不过是精确的抽象概念。如果对基因只作孤立的分析,我们并不能了解多少细胞鲜活的生命内容。而且,构成基因的DNA碱基序列对揭示基因的运作几无用处。因此,既便我们知道在癌症的发育过程中这个或那个基因发生了突变,但我们对突变基因导致细胞异常生长的机制仍然一无所知。幸运的是,分子生物学为我们提供了有用的逻辑思路,引领我们去理解基因的功能。基因指令周围的细胞制造特定的蛋白质,蛋白质再担负起基因的任务。蛋白质催化生化反应或者造就精密的物质结构。要理解基因的工作情况,必须深入了解基因蛋白质的功能。

按此逻辑,前述的每一个基因都编码确定某一特定蛋白质的构造。在控制基因的严密关注下,合成的癌基因蛋白质扬帆起航,开始在细胞内部引发种种变化。src基因制造出一种叫做PP60’”的蛋白质,ras基因的产品叫P21。一长串癌基因也有一大堆癌基因蛋白质相对应,后者有时被称为癌蛋白。当然,肿瘤抑制基因也能通过自己的特定蛋白质控制细胞的繁殖。要深入了解癌症,最终只能从细致分析不同蛋白质的运作着手。

在直面癌蛋白之前,必须将它们放在生物学背景之下。尤其必须知道癌蛋白的正常形式对于正常、健康细胞所起的作用。正常细胞的功能是我们研究癌的分子畸变的基础。

某种意义上,癌蛋白的正常形式扮演的角色不言而喻:它们帮助正常细胞控制生长。不幸的是,这个结论并未告诉我们多少新内容;它差不多只是对问题的重复。下面这个问题别开生面,要有用得多:正常细胞是如何确知其生长和抑制生长的时机的呢?

任何时候,人体中的绝大多数细胞都处在静止状态。只有在不断更新的组织如结肠上皮、骨髓(制造新的血细胞)和皮肤处,才能看到大量欣欣向荣地生长和分裂的细胞。

组织细胞繁殖率的巨大差异引出的还是老问题:这些细胞究竟是如何知道生长的时机的呢?至于胚胎发育时的组织,情况就更为复杂,此刻细胞繁殖的结果是形成复杂的新组织,而不是维持现有的组织构造。

尽管每个细胞在其基因中都有极为精密的数据库,可是基因并不能给细胞多少关键的信息片段。基因不能告诉细胞自己委身何处、怎么会到达这个地方的、身体是否要求它生长。基因只能告诉细胞如何回应外部信号,即来自体内远近其他不同细胞的信号。人体内的每个细胞都仰仗它所在的细胞群落告诉它所处的方位、到达的路径及行事方式。在远近不同的邻居们提供的信息中,就有对细胞何时开始生长的指令。

复杂的生物体不如此,无法组成。细胞彼此互相依存,戮力同心,组成组织、器官以及最终的生物体。在群落中,个体细胞的行为须服从周围机体的需要。因此,在生物体内,每个细胞都必须和其他许多细胞保持密切持久的联系;这些联系组成了将群落结合在一起的网络。尽管组织内的细胞在物质上已经形影不离,但通过不停的交换信息,它们的联系更为紧密。

因此,正常组织是由几百万个细胞组成的系统,它们组成稳定的社会,互相传递信息表明自己的需要。癌组织是如何遵循这种模式的呢?在一大堆正常细胞的包围中,是什么规定着癌细胞的行为?

癌细胞是一个叛逆者。癌细胞和正常的伙伴不同,它无视周围细胞群众的需要。癌细胞只关心自己的繁殖利益。它们自私自利、不讲公德。尤为关键的是,不同于正常细胞,癌细胞掌握了无须周围细胞群落的推动即可开始生长的本领。

现在我们可以用更确切的词汇来表述正常细胞如何控制自身的繁殖这个问题。在一个正常细胞开始生长和分裂行动之前,它离不开外部的推动。相反,癌细胞似乎能够自我激活,无须借助其他细胞的推动。

那么,细胞彼此之间是怎样刺激生长的呢?我们理解了这一点之后,就可以着手搞清楚癌蛋白篡夺正常细胞间的信号活动、使之变成无关紧要的具体过程。生长信使

原则上,控制生长的信息可以通过电信号或者小的有机分子在细胞间传递,可是,由于种种原因,造化提供了另外一种方法。在所有复杂的多细胞生物体中,信息是由叫做生长因子的小的可溶性蛋白质分子传递的。细胞释放出一个生长因子,然后因子在胞际间隙移动,最终影响到它的目标——另一个细胞。这个靶细胞的回应是启动生长和分裂程序。

体内细胞释放的某些生长因子离开原地后,通过血液作长途跋涉,最后才到达合适的靶细胞。但通常生长因子分子只作距离很短的位移。细胞释放出的生长因子影响的是近邻细胞。组织内的细胞群落主要是由这种近距离信号联结起来的。

作品简介:

原来,癌症来自我们自己,源头就是深藏於身体细胞中,带著生命所有密码的基因。原本在体内执行正常任务的基因,发生微细的变化,搅乱了细胞正常的运作状态。这个细胞再也不听命於生长控制机制,背叛了身体这个群体,不停地分裂生长,最后发展成致命肿瘤。

本书描写整个《细胞反叛》事件。如果把细胞比喻成一辆车子,致癌基因如同油门,肿瘤抑制基因就像煞车,一旦被动了手脚,油门卡到底,加上煞车失灵,细胞这辆车就会失控,冲进致癌的深渊。细胞中还有像电脑主机板的讯息处理线路,主宰细胞命运的无形时鐘、引导细胞自杀的程式……这些精巧机制都在癌症舞台上一一登场。

本书作者通过第一手资料,综合了25年来发掘人类癌症起源的各条战线的成果,特别是基因、致癌物质、癌基因、突变、细胞的生长、遗传和免疫机制与癌症发生的各种关系,说明癌症的发生是人体内外多因素共同作用的低概率事件,人类有望在未来15年内弄清癌症起源,并找到治愈癌症的方法。

作者:罗伯特·温伯格

翻译:周业仁

标签:细胞反叛科学

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