Cell重磅綜述健康的三大方面和八大特征
前些年,Cell雜志陸續(xù)推出了概括癌癥和衰老特征的重磅綜述,在領(lǐng)域內(nèi)均引起巨大反響。
今年年初,Cell雜志繼續(xù)推出了概括健康特征的重磅綜述,試圖利用一些具體的生物學(xué)指標(biāo)描述機體的健康狀態(tài)。
相信除了科研人員,普羅大眾會有興趣了解一下頂尖的學(xué)術(shù)大師如何定義健康的。


該綜述由法國著名科學(xué)家Guido Kroemer主筆完成。相信細(xì)胞死亡、衰老和自噬等方向的研究人員對這個名字一定不會陌生。Guido Kroemer是全球細(xì)胞死亡領(lǐng)域論文引用次數(shù)最多的學(xué)者之一,在細(xì)胞死亡、衰老和自噬等領(lǐng)域均有多項重量級研究成果。
多說一句,Cell雜志2013年推出的關(guān)于衰老特征的重磅綜述也是由Guido Kroemer主筆完成,感興趣的話可以找來看看。閑話少敘,下面筆者就簡要地解讀一下Guido Kroemer定義的健康重要特征都有啥。


完整的區(qū)域劃分
大家都知道,真核細(xì)胞的一個顯著特征就是高度發(fā)達(dá)的膜性結(jié)構(gòu)。細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)將細(xì)胞劃分為若干相對獨立的功能區(qū)域,如細(xì)胞核、線粒體和溶酶體等等。作者認(rèn)為完整的區(qū)域劃分包括兩個方面,一是亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性得到很好的維持;二是部分亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)即使發(fā)生故障也被限定在局部范圍內(nèi)。顯而易見,兩個方面得以實現(xiàn)的前提都需要細(xì)胞保持完整的區(qū)域劃分。
舉個簡單的例子,完整的核膜將核基因組與細(xì)胞質(zhì)隔離開來,即使核基因組出現(xiàn)了碎片DNA,只要核膜完整,碎片化的DNA就仍然局限于細(xì)胞核內(nèi),而不會進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中。否則,一旦核基因組暴露于細(xì)胞質(zhì)中,則會激活cGAS-STING等DNA感應(yīng)通路,誘發(fā)細(xì)胞的炎癥反應(yīng)。
當(dāng)然,上升到個體,區(qū)域劃分就更多了,每個器官都是區(qū)域劃分的結(jié)果。此外,皮膚、血腦屏障和腸道完整性等都是機體維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定不可或缺的重要保護(hù)性屏障。


良好的穩(wěn)態(tài)維持
當(dāng)然,僅僅有完整的區(qū)域劃分還不足以維持健康。在漫長的生命活動中,來自機體內(nèi)部的損傷也需要得到有效的清除或者修復(fù)。
例如細(xì)胞內(nèi)的生物大分子,如蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等的氧化不僅會讓這些分子喪失功能,還會讓它們成為有害的垃圾,需要得到及時的清理。作者認(rèn)為機體主要通過三個途徑維持機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。
一是及時地清理細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的廢物,主要通過泛素-蛋白酶體途經(jīng)和細(xì)胞自噬途徑等細(xì)胞內(nèi)降解途徑將錯誤折疊的蛋白和受損的細(xì)胞器清除干凈;
二是快速有效地信號整合,細(xì)胞內(nèi)部、細(xì)胞與細(xì)胞之間,器官內(nèi)部,器官與器官之間都需要進(jìn)行有效地整合信息,這樣才能更好地應(yīng)對細(xì)胞內(nèi)外的各種應(yīng)激壓力。如病原菌入侵的時候,細(xì)胞既需要通過先天免疫盡量抑制病原菌的增殖,也需要將病原菌入侵的信號盡快地傳遞給機體的免疫細(xì)胞,啟動強大的后天免疫;
三是正常的節(jié)律,除了人類的作息受到節(jié)律的調(diào)控,細(xì)胞、組織和器官的功能也受到生物節(jié)律的調(diào)控,節(jié)律的紊亂則是一系列機體功能紊亂的誘導(dǎo)因素。


有效的應(yīng)激反應(yīng)
不僅機體內(nèi)部快速地進(jìn)行著新陳代謝,機體所處的外界環(huán)境也是變幻莫測。作者認(rèn)為有效地應(yīng)對內(nèi)外應(yīng)激壓力也是維持機體健康的重要手段。
機體主要采用以下三個方案應(yīng)對內(nèi)外應(yīng)激。一是穩(wěn)態(tài)彈性,啥意思呢?就是說機體一開始的出廠設(shè)置就是有一定的適應(yīng)范圍,機體雖然有最適的溫度,但是熱點冷點兒也湊合;
二是穩(wěn)態(tài)調(diào)控,還是以溫度為例,20度到30度大家都覺得還挺舒服,但在極寒或者極熱的天氣下,就需要機體通過調(diào)整代謝產(chǎn)熱或者散熱;
三是修復(fù)和再生,如果應(yīng)激刺激超過了機體的承受范圍,就會引發(fā)損傷,這時候則需要啟動修復(fù)和再生功能了。例如皮膚被太陽曬傷了,細(xì)胞層面則需要啟動DNA修復(fù)程序修復(fù)被紫外線損傷的DNA,機體層面則需要清除死掉的上皮細(xì)胞并誘導(dǎo)機體產(chǎn)生新的上皮細(xì)胞予以補充。


總之,作者認(rèn)為,健康的定義不應(yīng)該只是沒有疾病這么一個籠統(tǒng)的模糊的被動概念,而是需要用可量化的指標(biāo)予以直接描述,這樣不僅可以準(zhǔn)確地概括某個個體的健康狀態(tài),而且會對個體化治療提供全新的思路。
參考文獻(xiàn)
Lopez-Otin, C., and Kroemer, G. (2021). Hallmarks of health. Cell 184, 33-63.
說明:本文圖片來源于網(wǎng)絡(luò)。
作者:子俞
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