第13章 助人自杀:凋亡和死亡程序
选择。通过某种未知方式,细胞能够感知自己的基因组是否严重受损。细胞不再试图修复创伤,而是按规定自杀。
然而,有许多仅仅受了轻微伤害,仍然生机勃勃的细胞也被打发到了凋亡之路上。初初一看,这种自杀行为实在太浪费了。组织不断地生成新的细胞,代管那些被剔除的只有些微缺陷的细胞,肆意挥霍有用资源。可是,比起让一个受损的、也许已经突变的细胞继续存在最终带来的风险,这点资源的消耗仍属小巫见大巫。这就说明,凋亡的一个重要作用就是迅即消灭全身各处组织的越轨细胞,防止它们给党生事。
细胞内部的生长控制系统存在一点点的失控就会触发死亡程序。这种失控可能发生于癌细胞内部,与代谢失衡及生长信号不当有关。例如,把一个my C癌基因注入一个正常细胞,会引起信号失衡,导致许多细胞启动凋亡性死亡程序。也就是说,很多通过某种意外突变获得了川yC癌基因的细胞都会迅速死于凋亡。也许其中有一小部分细胞通过这样那样的方法,躲过了几无可避的杀身之祸。事实上,当细胞内的某个癌基因被激活时,这些细胞都被规定必须自杀。生物体在所有细胞中都埋设了地雷线。这些报警装置,通过使早期癌细胞迅速自取灭亡,为组织肿瘤的形成构筑了路障。
我们认为,走在癌变之路上的细胞必定仔细研究过凋亡的雷区。在获得了某个促进生长的癌基因后,细胞必须设法避免凋亡。这种闪避有时是通过第二次突变完成的。例如,一个激活的my C癌基因常常会触发凋亡,但在某种情况下,ras癌基因的后继激活会使细胞避免凋亡。
免疫系统最能说明突变对于规避凋亡性死亡的作用。前面讲过,免疫细胞如果不能制造适当的抗体,就会被凋亡消灭。某类淋巴细胞是免疫系统发育过程中的主角,其中有超过95%的细胞是被用这种方式抛弃的。我们现在看到,组织消灭的细胞不仅包括存在明显缺陷的和危及生命的细胞,而且包括那些仅仅是非生产性的细胞.
淋巴细胞对这种死亡程序的抗争也会导致癌症。BC2癌基因专门阻止死亡程序的触发,淋巴细胞通过激活该基因可以胜利大逃亡。拥有一个活性BC2癌基因的淋巴细胞群将开始大量扩张,逃过几乎不可避免的凋亡厄运。这些细胞不是恶性的,它们只会累积到庞大的数目。可是,几年之后,其中一些增量细胞也许会经历其他突变,包括激活周Uc癌基因,然后它们就会变成真正的恶性后代细胞,导致淋巴瘤。越来越多的证据表明,还有其他类型的癌细胞也是要么通过突变,要么使BC2癌基因过度表达来激活BC2,确保自己的长期存活。
在各类癌症中,单纯从数量上来判断是否属于癌前细胞,会使肿瘤获得羽翼丰满的机会。要形成致命的肿瘤,细胞不仅必须提高自己的繁殖能力同时必须找到躲避死亡的途径。通过获取某个活性癌基因,有些癌前细胞群也许成功地提高了自己的繁殖率,但是它们也许并不能摆脱凋亡和老化的威胁;它们通过增加繁殖获得的任何利益,都可能被等速甚至更快的细胞死亡抵消。细胞群的净收益也许是规模恒定甚至缩减。只有解决了细胞的死亡问题,细胞群才能开始迅速扩张,导致马尔萨斯式的增长”。基因组的卫士,死亡程序的主宰:p53
有很多中枢控制者影响着细胞作出凋亡与否的决定,其中最有名的是P53肿瘤抑制基因。它通过自己的蛋白质发挥作用,成为生与死的裁判和主管细胞的健康安宁的高度警惕的卫土。它在细胞机制受损或者在细胞开始胡作非为时,敲响丧钟。在自身DNA受损后细胞的反应中,P53的作用最为显著。DNA聚合酶无常的复制错误中,人体细胞的基因组总是处在风雨飘摇的状态。细胞对遗传损害有两种反应:要么使用我们先前描述过的修复机制试图弥补缺损