تمام راه هایی که یک سلول می تواند بمیرد - و چرا تنوع اهمیت دارد

سلول های ظروف پتری دائولین تانگ مرده بودند. نشانه های حیات از صخره ای افتاده بود. آنها تولید مثل نمی کردند آنها رفته بودند.

و این خوب بود. زیست شناس سلولی به دنبال مواد شیمیایی بود که سلول های سرطانی را مسموم کند.

این جنگ های مخفیانه بین سلول های بدن شما ممکن است زندگی شما را نجات دهد

اما تانگ و همکارانش با یک معمای پس از مرگ روبرو شدند: علت دقیق مرگ. آنها روش های مختلفی را بررسی کردند که سلول ها می توانند بمیرند، و هیچ یک از آنها مقصر نبودند.

در نهایت، محققان متوجه شدند که سلول های در حال مرگ دارای pH داخلی غیرعادی بالایی هستند. آنها مردند چون پایه بودند.

تیم این پدیده را آلکالیپتوزیس 1 نامید. تانگ که در دانشگاه پیتسبورگ در پنسیلوانیا این مطالعات را انجام داد و اکنون در مرکز پزشکی جنوب غربی دانشگاه تگزاس در دالاس کار می‌کند، می‌گوید: این کار نه تنها درک دانشمندان را از چگونگی مرگ سلول‌ها و چگونگی کنترل PH سرنوشت آنها گسترش داد، بلکه روش کاملا جدیدی برای از بین بردن سلول‌های سرطانی پیشنهاد کرد.

تجربه تانگ بارها و بارها در قرن بیست و یکم تکرار شده است، با دانشمندانی که از سال 1999 حدود 20 نوع جدید مرگ سلولی را توصیف کرده اند - و شمارش می کنند (به «راه های زیادی برای مردن» مراجعه کنید). این یک تغییر بزرگ است: محققان قبلا فکر می‌کردند سلول‌ها دو راه اصلی می‌توانند بمیرند. مرگ ممکن است به طور تصادفی اتفاق بیفتد، مانند زمانی که یک سلول له شود، تکه تکه شود یا به شکل دیگری از بین برود. به این نکروز می گویند. گزینه کلاسیک دیگر آپوپتوز است: یک فرآیند بسیار منظم، گام به گام و مرتب که در آن سلول "لپ های" کوچکی از غشاء آزاد می کند که سیستم ایمنی می تواند آنها را از بین ببرد.

برای مدت طولانی، این دو گزینه به تنهایی ایستاده بودند. شاید به این دلیل است که مطالعه مرگ سلولی دشوار است. اسکات دیکسون، زیست شناس سلولی در دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا به شوخی می گوید: «اگر آزمایش مرگ سلولی موفقی داشته باشید، مواد شما ناپدید می شوند.

زینگبین هو، زیست‌شناس سلولی در بیمارستان شیجینگ در شانشی، چین، می‌گوید ظهور فناوری‌های علمی مدرن، مانند ویرایش ژن، تصویربرداری با وضوح بالا و ابزارهای متنوع omics، اشکال تازه‌ای را نشان داده است. پیروپتوز آتشین و پیش التهابی وجود دارد. نکروپتوز انفجاری و فعال کننده سیستم ایمنی؛ و فروپتوز تخریب کننده غشاء ناشی از آهن. حداقل چهار نوع جدید تنها در سال 2025 تعریف شد. بهار امسال، دانشمندانی که روی کرم‌های مسطح مطالعه می‌کردند، دیگری به نام روپتوز را توصیف کردند که در آن سلول‌های خاصی منفجر می‌شوند تا سموم را روی باکتری‌های مهاجم بپاشند.

سلول ها حتی ممکن است مکانیسم هایی برای به تاخیر انداختن مرگ خود یا عقب نشینی از لبه پرتگاه و ادامه زندگی داشته باشند.

سلول‌هایی به نام روتوبلاست‌ها که امسال کشف شدند، می‌توانند منفجر شوند و عوامل ایمنی را که مهاجمان را می‌کشند، پاشیده و پاشیده شوند. اعتبار: دکتر الیا سلطان

تانگ می‌گوید نحوه از بین رفتن سلول‌ها اهمیت دارد. سلول‌های در حال مرگ سیگنال‌ها یا موادی را آزاد می‌کنند که بر سلول‌های همسایه تأثیر می‌گذارند، بافت‌ها و عملکرد آنها را شکل می‌دهند و بر پاسخ‌های ایمنی و بیماری تأثیر می‌گذارند. به عنوان مثال، پس از حمله یک پاتوژن، یک سلول می تواند با خودکشی بمیرد، اما با مرگ ممکن است محتویات آن نشت کند - که سلول های ایمنی را برای مبارزه با عفونت گسترده تر فرا می خواند. بنابراین درک اینکه چگونه سلول‌ها می‌میرند یا در زمانی که باید نمی‌میرند، پیامدهایی برای درک محققان از رشد، متابولیسم و ​​ایمنی دارد.

دانشمندان این مسیرهای جدید مرگ را به بیماری ها مرتبط می کنند و مشتاقانه در مورد کاربردهای پزشکی مانند کشتن سلول های سرطانی، آرام کردن بیماری های التهابی و حتی نجات سلول های در حال مرگ در قلب و مغز تحقیق می کنند.

تانگ می‌گوید: کشف این حالت‌های مرگ جدید نشان می‌دهد که هنوز چقدر برای یادگیری در مورد زیست‌شناسی اساسی باقی مانده‌ایم. مرگ سلولی صرفا پایان زندگی یک سلول نیست.

نادر نیست: هر روز میلیاردها سلول در بدن انسان از این سیم پیچ فانی جدا می شوند. آسیب دیده، استفاده شده و یا دیگر مورد نیاز نیستند، پژمرده می شوند، سفت می شوند یا منفجر می شوند. هو می‌گوید: «همه سلول‌های موجودات باید بدانند کی، چگونه و کجا بمیرند. با وجود سلول‌های مختلف که نقش‌های منحصربه‌فردی در زندگی دارند، عجیب نیست که اشکال مختلف مرگ سلولی کاملا مورد نیاز باشد.»

مقدار بیش از حد یک ترکیب می تواند یک سلول را بکشد، و مرگ بسته به منبع متفاوت به نظر می رسد. به عنوان مثال، محققان مرگ ناشی از مس اضافی 3 را در سال 2022 و با اضافه بار سدیم 4 در سال 2025 توصیف کردند. چینگ ژونگ، بیوشیمیدان دانشکده پزشکی دانشگاه شانگهای جیائوتنگ در چین، می گوید که این یافته ها محدودیت های بقای سلولی را نشان می دهد.

سلول ها منویی از حالت های مرگ خودساخته مانند آپوپتوز و پیروپتوز دارند. اگر همه چیز خوب پیش برود، اینها ارگانیسم را بهتر می کنند. در طول رشد، برخی از سلول‌ها، مانند سلول‌هایی که به جنین انسان انگشتان شبکه‌ای می‌دهند، تحت آپوپتوز قرار می‌گیرند زیرا کارشان انجام شده است. سایرین، مانند آنهایی که روده را پوشانده اند، طول عمر محدودی دارند و راه را برای نسخه های جدید خود باز می کنند. برخی از سلول های پوست، با حالت مرگ به نام cornification، اجساد خود را پشت سر می گذارند تا به عنوان خارجی ترین لایه محافظ بدن عمل کنند.

سلول‌های آلوده اغلب خود را برای نفع ارگانیسم قربانی می‌کنند، تا ویروس‌ها یا باکتری‌هایی را که از آنها برای تولید مثل استفاده می‌کنند، مهار کنند. آنا گارسیا سائز، بیوفیزیکدان در موسسه بیوفیزیک ماکس پلانک در فرانکفورت آلمان، حدس می‌زند که عفونت احتمالا عاملی برای تکامل چندین حالت مرگ بوده است، زیرا سلول‌های آلوده به گزینه‌های پشتیبان نیاز داشتند تا اطمینان حاصل شود که می‌توانند خود را ارسال کنند.

برخی از ویروس ها می توانند مسیرهای مرگ فردی را مهار کنند تا سلول های میزبان را زنده نگه دارند. اگر سلول بتواند به برنامه مرگ دیگری مانند پیروپتوز یا نکروپتوز روی آورد، همچنان می تواند ویروس را خنثی کند. گارسیا ساز می گوید: «این مانند مسابقه ای با عامل بیماری زا است.

دانشمندان نوع دیگری از انعطاف‌پذیری را یافته‌اند: سلول‌ها همیشه مستقیما از یک عامل مرگ به نابودی خود ادامه نمی‌دهند. آنها ممکن است زمانی را در برزخ بگذرانند، یا حتی زنده بمانند.

سلول های اپیتلیال روده را بگیرید. سلول های در حال مرگ معمولا خود را از پوشش روده جدا می کنند و نقش فعالی در دفع خود دارند. اما این فرآیند زمان می‌برد و سلول‌ها برای تکمیل آن باید به اندازه کافی عمر کنند. یک آنزیم تخصصی به آن‌ها کمک می‌کند تا در حین انجام این کار ادامه پیدا کنند، همانطور که در مقاله سال 2022 5 توسط ادوارد میائو ایمونولوژیست در دانشگاه دوک در دورهام، کارولینای شمالی، و کنگو نوزاکی که در آن زمان فوق دکترا بود، - که اکنون یک ایمونولوژیست در دانشگاه پزشکی کارولینای جنوبی در چارلستون است، توضیح داد.

آن‌ها موش‌هایی را گرفتند که آنزیم کاسپاز 7 را که مرگ سلولی را تسهیل می‌کند، از دست داده بودند و آنها را با سالمونلا، باکتری‌هایی که باعث مسمومیت غذایی می‌شوند، آلوده کردند. سلول های اپیتلیال روده آلوده شروع به مردن کردند. اما بدون کاسپاز 7، به جای خروج از پوشش روده، به اطراف چسبیده و باعث التهاب اضافی و آسیب بافتی می‌شوند. دردهای مرگ آنها باعث ایجاد حفره هایی در غشای سلولی می شود و نوزاکی و میائو دریافتند که کاسپاز-7 معمولا ترمیم آن سوراخ ها را فعال می کند تا سلول های در حال مرگ بتوانند به اندازه کافی زنده بمانند تا یک فرار تمیز ایجاد کنند.

نوزاکی و میائو در یک بررسی در سال 2023 پیشنهاد کردند که بسیاری از سلول‌ها یک «لیست سطلی» از وظایف دارند که باید قبل از انقضا آن‌ها تکمیل شوند. برخی از سلول های ایمنی از این وظایف برای محافظت از بدن در برابر عوامل بیماری زا استفاده می کنند. یک ماکروفاژ آلوده به باکتری می‌تواند در اثر پیروپتوز بمیرد، اما با انجام این کار سیگنال‌های ناراحتی را آزاد می‌کند و غشای سلولی خود را مرتب می‌کند تا پاتوژن‌ها را در جسد خود به دام بیندازند. و نوتروفیل‌ها که فقط چند ساعت تا چند روز زندگی می‌کنند، ممکن است در راه خروج دست به اقدامات شدید و توهین‌آمیز بزنند. در صورت مواجهه با باکتری ها، می توانند DNA خود را باز کنند، غشای هسته خود را حل کرده و منفجر شوند.

همانطور که آنها منفجر می شوند، آنها شبکه ای از مواد ژنتیکی خود را برای به دام انداختن مهاجمان آزاد می کنند.

پتر بروز، ایمونولوژیست در دانشگاه لوزان در سوئیس، می‌گوید ایده فهرست سطلی «مفهوم بسیار جالبی است»، اگرچه او خاطرنشان می‌کند که «اثبات تجربی آن دشوار است».

هو لام تانگ، زیست شناس سلولی در دانشکده پزشکی دانشگاه جان هاپکینز در بالتیمور، مریلند، می گوید حتی زمانی که مرگ سلولی شروع می شود، همیشه اجتناب ناپذیر نیست. تانگ و خواهرش هو من تانگ، بیولوژیست تومور و فوق دکترا در آزمایشگاه دیگری در هاپکینز، این را در حین مطالعه آپوپتوز در دانشگاه چینی هنگ کنگ در سال 2007 مشاهده کردند. در پایان آزمایشات خود، آنها متوجه شدند که سلول های ریز و در حال مبارزه در ظروف کشت باقی مانده اند. کنجکاو، یک شب آنها عامل القا کننده مرگ سلولی را شسته و سلول های کوچک شده را در محیط تازه انکوبه کردند.

صبح روز بعد، در کمال تعجب، بسیاری از سلول ها بهبود یافته بودند.

دو گلبول سفید انسان؛ یکی (بالا) تحت آپوپتوز، یک شکل برنامه ریزی شده از مرگ سلولی است. اعتبار: دکتر گوپال مورتی/کتابخانه عکس علمی

به نظر می‌رسید که سلول‌ها مسیرهای ترمیم مختلفی را فعال کرده‌اند و خود را احیا کرده‌اند، در فرآیندی که محققان آناستازیس را یونانی برای «قیام به زندگی» نامیده‌اند. ادعای آنها با این عقیده غالب که آپوپتوز، زمانی که شروع شد، برگشت ناپذیر بود، مقابله کرد. این خواهران و برادران مطالعه خود را به 11 مجله ارسال کردند قبل از اینکه ویدیویی از سلول‌های در حال احیا، سردبیری در Biology Molecular of the Cell را متقاعد کرد که این کار را در سال 2012 منتشر کند. از آن زمان، محققان برگشت فروپتوز و نکروپتوز را مشاهده کرده‌اند و پیش‌بینی می‌کنند که پس از سایر اشکال مرگ سلولی ممکن است.

برگشت پذیری گاه به گاه مرگ سلولی نشان می دهد که نقطه بدون بازگشت بسیار دیرتر از آن چیزی است که دانشمندان زمانی تصور می کردند. Broz و García-Sáez هر دو حدس می زنند که وقتی مرزهای میتوکندری سلول به طور غیرقابل جبرانی مختل شده و متابولیسم آن را از بین می برد، به وجود می آید. گارسیا ساز می‌گوید: «در مقطعی، وقتی مرده است، مرده است.»

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-026-02929-z

Song, X. et al. Gastroenterology 154، 1480-1493 (2018).

Tsvetkov، P. و همکاران. Science 375، 1254-1261 (2022).

فو، دبلیو و همکاران شیمی طبیعت Biol. 21، 1238-1249 (2025).

نوزاکی، ک. و همکاران. Nature 606، 960–967 (2022).

Nozaki، K. & Miao، E. A. Trends Cell Biol. 33، 803-815 (2023).

Jorgensen, I., Zhang, Y., Krantz, B. A. & Miao, E. A. J. Exp. پزشکی 213، 2113-2128 (2016).

تانگ، H. L. و همکاران. مول. Biol. سلول 23، 2240-2252 (2012).

Ronner، M. N.، Klarenbeek، N. B.، Hadi، S.، Middelink، L. M. & Kraan، M. C. EULAR Rheum. Open 2 , 100170 (2026).

دیکسون، اس جی و همکاران سلول 149، 1060-1072 (2012).

پالما، ام و همکاران. Nature 649، 477-486 (2026).

سلول های ماندگاری که از شیمی درمانی جان سالم به در می برند، مشخص می شوند

بنگ! سلول های ایمنی در حال انفجار سموم قوی را در همه جا می پاشند

این میکروب‌های عجیب و غریب و مورد علاقه، منشا حیات پیچیده را آشکار می‌کنند

فاکتور شکافت میتوکندری فروپتوز را حس می کند و بر آن نظارت می کند

TM184C یک تنظیم کننده GPCR مانند تبادل بین سلولی و اتوفاژی است

تکامل و ناهمگنی زیرگروه های سرطان مثانه متاستاتیک کشنده

شناسایی گδ TCR های واکنشی گسترده به تومور از مولتیپل میلوما

نورون هایی که می توانند بر روی سرطان سیستم عصبی ترمز کنند

Cohesin برای کمک به کند شدن و معکوس شدن چنگال، تماس های چنگال تکرار را تغییر شکل می دهد

کنترل کیفیت گلیکوژن از طریق ubiquitylation مستقیم توسط RNF213

انواع پروتئین کدگذاری شده و غیر ژنتیکی پروتئوم عملکردی انسان را گسترش می دهند

عنوان شغلی: همکار یا سردبیر ارشد، Nature Communications (تیم رفتار انسانی) مکان: شانگهای، برلین یا پونا (ترکیبی) تاریخ اختتامیه: 11th...

موسسه سرطان و بیماری‌های خونی در سینسیناتی کودکان، درخواست‌هایی را برای یک موقعیت هیئت علمی در درمان سلولی و ایمنی دعوت می‌کند.

مؤسسه تغذیه انسانی (IHN) در دانشگاه کلمبیا به دنبال کاندیداهایی برای استادیار در مسیر تصدی است.

مرکز پزشکی ایروینگ دانشگاه کلمبیا / کالج پزشکان و جراحان واگلوس

موسسه سرطان و بیماری‌های خونی، کودکان سینسیناتی، درخواست‌هایی را برای پست هیئت علمی در تحقیقات تومور مغزی یا بدخیمی‌های CNS دعوت می‌کند.

جمع آوری استعدادهای جهانی، دستیابی به دستاوردهای بزرگ