自19世紀以來,科學家們發現在生命發育的過程中,細胞會迅速增生並分化出多細胞生物體上的各種組織與器官,但增生的同時為什麼會伴隨大規模的細胞死亡?這是一道百年未解之謎。
周四成果發表會,本院唐堂副院長表示,研究團隊結合了生物及數理的專長,研究的關鍵突破在於以創新系統生物學方法,結合數學建模,驗證鐵死亡觸發波的細胞訊號傳導迴路,為器官生成過程提出重要研究解釋。
有別於一般的細胞凋亡和壞死,細胞的鐵死亡為近年科學界所發現的另一種細胞死亡方式,但科學家對其還認識不多。本研究運用化學與基因的量化調控發現,活性氧化物的「訊息回饋迴路」2,是鐵死亡觸發波發生與傳播的主要機制。陳昇宏指出,不同於單次造成兩、三個細胞死亡的擴散作用,由活性氧化物引起的鐵死亡觸發波一次可使動輒數百萬個細胞死亡。
鐵死亡觸發波的機制,是透過化學訊號將細胞的開關打開,當細胞接收到訊息後,再傳給下一個細胞,類似骨牌效應的概念。研究團隊使用24小時不間斷的細胞縮時動態攝影,結合大數據影像分析,發現鐵死亡觸發波可藉由化學訊號的連續觸發,進行長距離、無邊際的等速傳播。陳昇宏提到,「就像在雕刻一件藝術品一樣,鐵死亡觸發波引起的大規模細胞死亡,可以清除大面積的臨時組織。」
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