
科学家首次发现人类上皮细胞会无声“尖叫”
The Epoch Times
美国研究人员首次发现,人体的上皮细胞能发出危险讯号示警,就像神经系统会发出讯号以引发适当的反应一样。但上皮细胞使用长而缓慢的“尖叫”,而不是神经元使用的那种快速沟通方式。
美国麻萨诸塞大学阿默斯特分校(University of Massachusetts Amherst)在3月17日发布的新闻稿中指出,人们长久以来一直认为,只有神经和心脏细胞使用电脉冲(electrical impulse)进行讯息交流,而构成皮肤、器官和体腔内壁的上皮细胞是沉默的,主要充当保护屏障,可以吸收和分泌各种物质。
但该校研究人员的新研究证明,上皮细胞确实可以相互“交谈”,只不过这些讯号传递得很慢。这项发现颠覆了人们既有的认知。
该校高分子科学与工程教授格兰尼克(Steve Granick)说:“上皮细胞做了人们想不到的事情。当它们受伤时,它们会向邻居缓慢且持续地‘尖叫’,距离惊人,就像神经的脉冲,但速度慢了1,000倍。”
在这项研究中,格兰尼克与同事设计了一个系统来研究上皮细胞如何进行通讯。这个系统由一个晶片组成,连接到大约60个电极的阵列。
这个晶片上覆盖了实验室培养出的单层人类角质形成细胞(keratinocyte),这是构成表皮(皮肤外层)的主要上皮细胞。研究人员用雷射“刺痛”皮肤层,使用电极阵列监听随后的电子讯号变化。
该校博士研究员柳善敏(Sun-Min Yu,音译)解释说:“我们追踪了细胞如何协调它们的反应。这是一场缓慢且兴奋的对话。”
研究人员发现,由此产生的讯号以每秒约10毫米的速度传播,传播距离相当远,距离伤口部位可达数百微米。
与神经细胞分泌的神经传导物质不同,上皮细胞依赖离子流(尤其是钙离子流)来进行通讯,其产生的讯号比神经细胞中的讯号慢得多,但电压相似。这些讯号可以持续很长时间。研究人员观察到这些细胞在自身长度将近40倍的距离上“说话”长达5个小时。