“死亡證明”竟是能量密碼?細胞“五星大廚”的廢品暴富揭秘

要是哪家飯館敢用地溝油做菜,食客們能舉著手機直播讓黑心商家社死。
可到了細胞這兒,那可能就是一套"變廢為寶"的本事:226日發表於Nature的一項最新研究告訴我們,身體內的“清道夫”巨噬細胞,能夠化腐朽為神奇,不但將入侵體內的細菌捕來吃光,還能將這些細菌“垃圾”做成能量套餐[1]
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看人下菜碟兒:“清道夫”的兩道工序
巨噬細胞是人體的一種免疫細胞,主要功能是吞噬入侵的微生物,如細菌。
這最新的研究表明,巨噬細胞有著雙重身份,一個是暴力打擊者,另一個是清道夫。面對細菌,巨噬細胞有兩步操作:
  • 步驟1:吞噬分揀
  • 活菌包裹:形成吞噬溶酶體(pH 4.5),釋放水解酶分解細菌
  • 死菌識別:表面cAMP訊號增強,觸發AMPK“二維碼識別器”
  • 步驟2:代謝路線選擇
  • 活菌線:暴力打擊模式     → 分解產物進入TCA迴圈衣康酸爆發(抑制細菌代謝)     → 谷胱甘肽中和自由基(保護自身不被氧化損傷)     → mTORC1啟用啟動戰鬥模式(耗能攻擊)
  • 死菌線:資源回收模式     → cAMP啟用AMPK→關閉mTORC1→進入回收模式     → 分解產物優先合成核苷酸(修復DNA)和脂質(膜修復)     → 抑制ROS生產(節能)細胞存活延長
面對細菌,巨噬細胞是該打擊就打擊,該清理就清理。
透過對細菌的拆解,巨噬細胞能夠給機體提供碳原子和氨基酸,這些物質會重新進入多種代謝途徑,能為機體的能量包。
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論搞“垃圾分類系統”,巨噬細胞比朝陽區大媽還講究
一直以來,巨噬細胞的名字給人一個“巨無霸”的印象,遇賊殺賊,純靠力量對入侵者進行打擊,但是這份最新的研究表明,更令人驚歎的是這些巨石細胞竟然有智慧,能夠對“垃圾”進行分類處理。
活菌進門?立馬關進pH4.5"酸菜罈子"吞噬溶酶體),水解酶伺候得明明白白。碰上死菌也不糟踐,直接啟動資源回收模式。
    • 遭遇活菌:不惜耗能發動強攻(高ROS+炎症因子)
    • 清理死菌:低調回收資源,延長駐防時間
您瞧這做派:活菌當危險品處理,死菌當可再生資源。這套環保理念,巨噬細胞比人類早琢磨了幾億年。
巨噬細胞甄別細菌死活的關鍵,是環磷酸腺苷(cAMP)。與活菌相比,死菌攜帶更多的cAMP。高濃度的cAMP,如同是細菌的"死亡證明二維碼"cAMP巨噬細胞體內可轉換成AMP,這是能量分子ATP的前體。
二維碼掃碼成功,巨噬細胞直接切換省電模式:炎症因子庫存減半,自由基生產線停工,這就是“能省則省”。
與活菌相比,死菌“更香”!它能提供更多的氨基酸等營養來源,讓巨噬細胞有更多的能量,也有更多的活性。
"節能模式"下,炎症因子的釋放也減少了,這也就相應減少了炎症風暴對機體的損傷。所以,“垃圾分類系統”不只帶來了更多的經濟效益,也帶來了更好的社會效益。
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“細菌死亡二維碼”讀碼器中的關鍵分子
“細菌死亡二維碼”讀碼器中的兩個關鍵分子是mTORC1AMPK相當於讀碼器的開關,決定了如何利用從細菌回收來的營養,同時也決定了巨噬細胞的代謝程式設計,繼而決定了巨噬細胞的狀態。
    • mTORC1的啟用讓巨噬細胞進入戰鬥狀
    • AMPK的啟用,比如從死菌回收大量的cAMP之後,mTORC1受到抑制,巨噬細胞體驗“鬆弛感”,可緩解過度炎症
簡單表述一下,對於巨噬細胞來說,mTORC1是衝鋒號,AMPK是休止符所以,這兩個分子也是利用巨噬細胞治療疾病的關鍵靶點,對這兩個靶點的深入研究,可以帶來更多治療疾病的手段。
文末申明一下:寫這篇文章,純粹是為了科普巨噬細胞的功能和機制,絕非為地溝油洗白
也要感嘆一下:物種的進化過程,在絕大多數情況下,都是是從一個惡劣環境走向另外一個惡劣環境的過程,如何最最佳化地利用能量,是物種能夠存活和克服逆境進化的關鍵。
巨噬細胞也因此進化到該狠時狠,該省時省"光碟行動"刻進了DNA裡。
參考文獻:
1.Lesbats, J., et al., Macrophages recycle phagocytosed bacteria to fuel immunometabolic responses. Nature, 2025
(作者:張洪濤,筆名“一節生薑”,著有科普讀物:《吃什麼呢?——舌尖上的思考》,《如果舌尖能思考》。可以談最前沿的醫學研究,也可以講最通俗的故事。本文僅供參考,瞭解臨床研究進展,不可作為醫療建議。


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