坏死(Necrosis)可能成为人类太空探索的重大障碍。
长期以来被视为生物废料的一种细胞死亡形式,实际上可能成为人类在延缓衰老、治疗慢性病以及支持深空生存方面的关键突破口。
来自伦敦大学学院(UCL)、生物技术公司 LinkGevity 以及欧洲空间局(ESA)的科学家们提出,坏死 —— 一种混乱的非程序性细胞死亡 —— 不应被视为终点,而应被视为组织损伤和系统性衰退的关键触发因素。
该研究的作者之一基思·休(Keith Siew)博士表示:“没人真正喜欢谈论死亡,即使是细胞死亡也是如此,这也许就是我们对死亡的生理学知之甚少的原因。在某种程度上,坏死就是死亡。如果有足够多的细胞死亡,组织就会死亡,然后我们也会死亡。问题在于,如果我们能够暂停或阻止坏死,会发生什么?”
该研究的主要作者卡琳娜·克恩(Carina Kern)博士补充道:“坏死仍然是医学最后的未解领域之一 —— 它是连接衰老、疾病、空间生物学乃至科学进步本身的一条共同主线。”
为何坏死如此重要?
当细胞受到损伤、感染或压力侵袭而无法承受时,就会发生坏死。这一过程导致钙离子涌入细胞,扰乱其重要功能,最终导致细胞破裂。这种突然的崩溃会将有毒分子释放到周围组织中,引发炎症并加速损伤。
与遵循有序解体程序的程序性细胞死亡不同,坏死是混乱的 —— 并且具有传染性。一个垂死的细胞可以引发其邻近细胞的连锁反应,随着时间的推移加剧退化。研究人员认为,这可能解释了诸如阿尔茨海默病、肾衰竭和心血管功能衰退等慢性疾病为何会随着年龄增长而加剧。
休博士说:“当细胞死亡时,对其邻居来说,这并不总是一个平静的过程。”
克恩博士解释道:“坏死一直近在眼前却被忽视。作为细胞死亡的最终阶段,它很大程度上被忽略了。但越来越多的证据表明,它远不止是一个终点。它是系统性退化不仅发生而且扩散的核心机制。这使其成为许多疾病的关键交汇点。”
“如果我们能够靶向坏死,我们就有可能开辟全新的方法来治疗从肾衰竭到心脏病、神经退行性疾病乃至衰老本身的各种疾病。”
克恩博士补充道:“在许多影响不同器官(如肺、肾、肝、大脑和心血管系统)的年龄相关疾病中,无情的坏死级联反应推动了疾病的进展。这通常伴随着愈合功能受损,导致纤维化、炎症和细胞损伤。每一次级联反应都会触发并放大下一次。”
在地球内外阻止退化
坏死也可能成为人类太空探索的重大障碍。在太空飞行期间,宇航员面临由微重力和宇宙辐射引起的加速衰老。2024年一项有休博士参与的研究发现,肾功能在低重力环境下会迅速恶化,这引发了人们对长期太空任务可能使器官超出承受极限的担忧。
达米安·贝利(Damian Bailey)教授表示:“靶向坏死不仅有望改变地球上的长寿研究,还能拓展太空探索的疆界。在太空中,导致地球衰老的因素因宇宙辐射和微重力而加剧 —— 极大地加速了退化过程。”
克恩博士总结道:“如果我们能够阻止坏死,哪怕是暂时性的,我们就能从源头切断这些破坏性的循环,使正常的生理过程和细胞分裂得以恢复 —— 甚至可能实现再生。”
该研究已发表在《自然·癌基因》期刊上。
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