就像人们保持房子的整洁和杂乱一样，人体内的一组细胞负责清除身体产生的废物，包括垂死的细胞。管家细胞通过一种叫做吞噬作用的过程来清除不需要的物质，字面意思是“吞噬细胞”。这些“管家”会吞噬并吞下垂死的细胞，并将其分解，从而有效地消灭它们。
“吞噬作用对人体健康非常重要，”郑周博士说，他在贝勒医学院(Baylor College of Medicine)的实验室多年来一直在研究吞噬作用，并为这一重要过程提供了关键的新见解。
“当这种细胞吃细胞的过程失败时，垂死的细胞将失去完整性，分解并将其内容物释放到周围的组织中。倾倒细胞内容物会导致直接的组织损伤并引发炎症和自身免疫反应。如果垂死的细胞被病毒感染，释放细胞内容物会传播感染。”
在目前的研究中，贝勒大学生物化学和分子生物学Verna and Marrs McLean系的周教授和她的同事们专注于坏死，即由损伤或疾病引起的细胞死亡类型。坏死主要与中风、癌症、神经退行性疾病和心脏病有关。
研究小组更详细地研究了坏死细胞显示的信号，这些信号提示“进食”或吞噬细胞吞噬并消灭垂死细胞。
“在之前的工作中，Zhou实验室表明坏死细胞中的信号是磷脂酰丝氨酸，这是一种脂质，”Yoshitaka Furuta说，他是目前研究的第一作者，当时他还是Zhou实验室的本科生实习生。古田目前是贝勒大学发展、疾病模型和治疗研究生项目的一名学生。
研究小组发现，坏死细胞，而不是活细胞，会在它们的外表面暴露磷脂酰丝氨酸，当吞噬细胞检测到它时，它们会摄取并摧毁垂死的细胞。”
健康的细胞将磷脂酰丝氨酸保存在细胞内部，但当细胞受到损伤时，比如中风时缺氧，神经元因钙离子不断进入而过度兴奋，或者神经退行性变，一个过程就会开始，最终将磷脂酰丝氨酸翻转到细胞外部。“我们想知道是什么激活了磷脂酰丝氨酸的翻转，”Furuta说。
研究人员研究了一种模式生物，一种和信用卡一样厚的蠕虫。是透明的，这使得研究人员可以直观地识别坏死的神经元，与活细胞相比，坏死的神经元看起来肿胀，并使用他们开发的延时记录方法跟踪细胞成分的动态变化。
先前对神经元的研究表明，调节钙离子(如钙离子)进出细胞的离子通道蛋白的某些突变会诱发坏死，并伴随着细胞内钙离子水平的增加。
为了研究钙离子水平的变化是否与“吃我”信号的触发有关，研究小组在他们的模型的神经元中引入了一些离子通道突变基因，并随着时间的推移监测钙水平和磷脂酰丝氨酸。
“进一步的实验表明，坏死的神经元首先有少量的钙离子增加，这促使更多的钙离子从称为内质网(ER)的细胞内结构中释放出来，ER是一个更大的钙来源。细胞内钙含量高于正常水平会引发磷脂酰丝氨酸暴露。”
研究人员发现，人为增加活细胞内钙离子的水平也会导致磷脂酰丝氨酸的暴露，而抑制内质网钙的释放则会阻止信号的暴露，从而支持钙离子作为“吃细胞”信号触发器的作用。
该团队还放大了导致磷脂酰丝氨酸翻转的过程，并发现了另一块拼图。他们发现，细胞内钙的增加激活了ANOH-1，一种促进磷脂酰丝氨酸暴露的酶。
古田说:“我很感兴趣的是，钙对活细胞有好有坏。”“过多的钙对细胞是有毒的，会导致细胞坏死，但与此同时，钙是垂死细胞暴露磷脂酰丝氨酸所必需的，磷脂酰丝氨酸是促进细胞清除的‘吃我’信号。”
“坏死是一种普遍现象，存在于许多类型的疾病中，坏死细胞的清除对保持我们身体的健康非常重要，”周说。
我们的发现为坏死过程提供了新的见解，可能会导致治疗策略的发展，也许是通过调节磷脂酰丝氨酸暴露来促进坏死细胞的清除，这可能有助于减少坏死的毒性作用并改善细胞的内护。”
