细胞在分裂到一定程度就开始死亡,为什么癌细胞就可以无限分裂?

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摘要

世界上最著名的癌细胞—海拉细胞,如今已经繁殖18000代,总重量甚至达到了5000万吨。癌组织的增殖能力十分强悍,但不代表癌细胞不会死亡,靠癌永生代价会非常高。目前世界上存在最久、繁殖数量最多的是海拉细胞,这是美国1950年代取自宫颈癌患者海拉宫颈上的细胞,如今借助体外培养技术,海拉细胞已经繁殖了18000代,总重量超过了5000万吨(没错,就是这么多),曾经被分配给全球

世界上最著名的癌细胞—海拉细胞,如今已经繁殖18000代,总重量甚至达到了5000万吨。癌组织的增殖能力十分强悍,但不代表癌细胞不会死亡,靠癌永生代价会非常高。

目前世界上存在最久、繁殖数量最多的是海拉细胞,这是美国1950年代取自宫颈癌患者海拉宫颈上的细胞,如今借助体外培养技术,海拉细胞已经繁殖了18000代,总重量超过了5000万吨(没错,就是这么多),曾经被分配给全球各地的生物实验室用于研究癌细胞的增生机理以及相应的治疗方法。

海拉细胞相较于其它细胞系,增殖异常迅速,大约24小时增加一代,所以如今海拉系细胞的量才那么大。不过单个的海拉细胞仍会死亡,不可能永久无限地增殖。一些人认为海拉细胞不会衰老,因而能够增殖那么多。后续的研究表明,癌细胞的无限增殖是因为细胞端粒的变化,在细胞分裂时端粒不缩短,因此癌细胞相对拥有更强的分裂增殖能力。

然而追溯癌组织在人体内无限增殖的能力,发现癌细胞其实也受免疫系统的影响,但是它们却脱离了人体正常的细胞程序。正常的体细胞的端粒在分裂时会缩短,基因受到的损伤也能被免疫等系统检测到,细胞有正常的衰老死亡,而当细胞功能歪曲时就会触发人体的细胞凋亡程序,最后靠巨噬细胞等吞噬异常的细胞。

而癌细胞却脱离了这样的程序,基因的突变使单个细胞寿命增加,增殖迅速,短时间内会产生大量的癌细胞,而最初人体免疫却能监视这些变化,免疫系统不断地杀死那些能够识别的癌细胞,癌细胞在增殖时仍会突变,最终癌细胞脱离了人体正常的细胞程序,导致癌组织可以在人体内相对无限地增殖。

所以,控制癌细胞使人永生的想法不可能实现。癌细胞本身就脱离了人体正常的调控程序,它们根本不听人体的指挥,又何来控制住癌细胞一说?每一类的癌症中,不同人类个体癌细胞也存在一定的差异,只不过其侵袭、转移的规律是一样的,因此癌细胞相当于在人体内进化来的新物种,它们存在的目的很简单,就是将基因继续传递下去,这就导致癌组织不断地增殖,也因为缺乏和人类共同进化的历史,因而癌组织没能产生和人体共存的能力,只知道不停地增殖。

在人体内,有一些癌症比如甲状腺癌被称为懒癌,是一类分化程度比较高,长期存在对人体影响不是特别大的癌症,很多时候是人偶然发现脖子里有肿块才发现的,可数年维持大小不怎么增长,早期的甲状腺癌90%可以通过手术治疗,女性的5年生存率是92.8%,男性是75.4%,不过由于癌组织和甲状腺的切除以及周围淋巴的清扫,癌症治愈后可能仍需要结合放化疗、内分泌治疗,但整体上甲状腺癌的治愈率已经比较可观了;不过细胞分化程度越低,集装腺癌复发和致命的几率越高。

总之,想要永生大概要想其它的办法,正常的细胞和癌细胞基因不同,具有不同的增殖规律,若人体细胞全部变成癌细胞,即便人体仍能维持体型外观(大概需要细胞不断地脱落),因为癌细胞增殖迅速,所需要消耗的物质和能量也相当庞大,很多患者都是被晚期多发转移的癌从营养上拖垮,加上转移造成的多器官衰竭死亡。若全身都是癌细胞,一天到晚只剩下吃这一件事,还干不干别的了?

细胞里面存在一种酶叫端粒酶,端粒酶的作用是延长端粒————染色体末端的一种结构,有助于维持染色体稳定。在一般的细胞中,端粒酶活性被抑制,因此随着细胞复制,端粒的长度会减短,等端粒缩短到一定程度,细胞无法再分裂,并且启动相应的衰老或者凋亡程序。

在癌细胞中,端粒酶的活性被激活,因此细胞的端粒长度可以延长,所以癌细胞分裂次数一般要高于普通细胞。但是癌细胞也不能无限分裂,体外永生化的癌细胞,也会面临老化的问题。

癌细胞是不受控制的生长,而不是无限生长。细胞根据分化潜能分为两类总类,一类具有不断复制趋势,这叫干性,比如各种干细胞,主要作用是分裂产生新细胞。还有一类就是分化为具有各种功能的终末细胞,发挥具体功能作用。细胞只生长是没有用的,得分化成具体都终末细胞,人才可以完成各种生理活动。所以,即使癌细胞一直生长,不考虑它对机体的破坏,人也不会永生。

同样是细胞,细菌就可以无限分裂,但是人体细胞分裂到一定程度就会被抑制,甚至开始死亡,这是为什么呢?

不用讲特别深奥的道理,你只需要明白:

人体细胞的分裂,是需要被控制的。

为什么人身高到一定高度就不继续生长了?

为什么肝脏、脾脏、肾脏都可以长成特定的形状?

为什么我们失血以后红细胞很快能恢复,但是平时红细胞却不见明显增加?

……

这都说明人体的细胞分裂是受到控制的。需要它们快速分裂的时候,它们就分裂变多;需要它们休眠的时候,它们就停止继续增殖;需要它们死亡的时候,它们就自然凋亡。

这一切的生理活动的调控指令,被深深镌刻在基因当中,比钟表还要精妙千万倍,到现在人类也没有完全搞清楚。

(不受控的细胞生长,人会变成怪物,甚至只是一团细胞。)

如果细胞繁殖不受控,会是什么后果?

1 它会拼命地从人体攫取营养,以满足自身不断分裂的需要。

2 它不会生长成特定的形状,而只是粗暴地变成一团团的细胞。

3 它完成不了正常的生理功能,却还要消耗能量,对人体只是一个负担。

4 它不断侵蚀、挤占其它细胞的生存空间,影响其它细胞发挥正常作用。

以上这些,不正是肿瘤的特征吗?

肿瘤细胞,就是因为基因发生了变异,使其逃脱了人体的统一监管控制,成了“自由主义者”。良性肿瘤仍然部分受控,肿瘤恶性程度越高,意味着受控程度就越低,所以不存在无害的癌症。“自由”只是一时的,最终,它会害死宿主,也害死自己。

个体细胞受限,是实现复杂整体功能的必要代价。

细胞分裂到一定程度就开始死亡,是“计划死亡”。从单细胞生物一路进化过来,生物进化尝试过各种可能性,而目前的这种生存模式,应该最优解,细胞计划死亡,是高等级生物必须付出的代价。

著名的“海拉细胞”,它源自一位美国黑人妇女海瑞塔?拉克斯的宫颈癌细胞。在这位女士去世近70年以后,它仍然生存在各地科学家的实验室里,迄今已经累计繁殖数万代,据说超过5000万吨。这样的“永生”,一定不是你想要的“永生”。

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细胞的程序性死亡涉及到一系列基因表达事件,在这个过程中,和细胞增殖密切相关的癌基因表达会降低,而抑制细胞增殖发育的抑癌基因则会出现表达增多。

正常细胞分裂到一定程度,细胞与细胞之间会通过所谓的“接触抑制”方式来迫使细胞基因表达发生改变,从而出现上述的程序性细胞死亡。

癌细胞的基因表达发生了明显变化,有的癌细胞是癌基因表达过多,而抑癌基因的表达受阻,在这个基础上细胞与细胞之间的这种“接触抑制”效果没有了,细胞的分裂增殖就不能被阻止。

另外,细胞的增殖还涉及到“细胞周期”的问题。即细胞一分为二的过程相当于一个循环,在这个过程中单个细胞的细胞核内遗传物质的复制、浓缩乃至于分开与许多细胞周期蛋白的功能相关联。当表达这些细胞周期蛋白的基因出问题的时候,也会引起细胞增殖的不受限制,此时细胞就会像癌细胞转化。

人的细胞要是无限分裂了,就会长生不老的。遗憾的是,一般人的体细胞只能分裂50多次,而有个人的细胞,已经分裂了18000多次,是怎么回事呢?下来聊聊。

1,细胞为啥分裂

人的全身细胞,平均7年更新一次的。这也可用生命学解释7之痒了, 因为“他变了”,已经不是7年前的他了。

细胞的分裂,主要有两个方向:

(1)细胞分化

爸爸贡献个精子,妈妈贡献个卵子,就能长成一个完整的人,这就是细胞分化

就是分化成不同的细胞,然后不同细胞组成各自的器官,一个人就组装完毕啦。像我们常储存脐带血,就是存细胞,就是能分化其他细胞的存在、

(2)细胞分裂

人的心脏、肝、肾脏、肺、小肠、皮肤切除部分后,会代偿性的增长,补充出来的。这就是细胞分分裂的功劳,还有细胞也有生老病死的,所以就需要分裂出新细胞补充。

2,分裂寿命

正常情况下,人的体平均分裂50代的。

2009诺贝尔奖,发现了控制细胞分裂次数的时钟是位于染色体两端的端粒。每个人刚生下来的端粒最长,随着成长,细胞分裂。端粒就回越变越短。像磨损铁杆一样,如果磨损得只剩下一个残根时,细胞就接近衰老。

要是在全身健康的前提下,端粒的长度,就是生命的剩余电量。

而端粒除了和天生有关,但还有一种端粒酶,能合成端粒。所以出了自带的端粒长度,下来就是合成了,这个就复杂的多了,研究还在路上。

3,癌细胞的分裂

上面说了端粒,那可能你猜到了,癌细胞的端粒是无限的了。

由于基因变异,人的正常细胞,变成了癌细胞。而癌细胞特点,就是端粒不会缩短,所以寿命可以无限下去。

4,无限分裂永生

那要是把人细胞改变下,和癌细胞一样,端粒无限,是不是生命无限呢?

这个想法很好,但人有2万多个基因,30多亿碱基对,在细胞分裂时,很可能发生错误。而多分裂一次,风险就大一次。癌细胞就是基因错误造成的。

总的来说,理论没问题,只要端粒好,生命无限长。但分裂时,基因的错误不可避免,很容易影响生命了。

癌细胞是一种变异的细胞,有无限增殖、可转化和易转移三大特点,能够无限增殖并破坏正常的细胞组织。

首要的特点就是无限增殖。

在适宜条件下,癌细胞能无限增殖,成为“不死”的永生细胞。正常细胞都具有一定的最高分裂次数,如人的细胞一生只能分裂50~60次。然而癌细胞却失去了最高分裂次数。如在1951年由一位黑人妇女(名叫Henrietta Lacks)的宫颈癌细胞分离建立的HeLa细胞系,至今仍在世界许多实验室中广泛传代使用。

能无限的分裂重要原因是接触抑制现象丧失

正常细胞生长相互接触后,其运动和分裂活动都要停顿下来。在体外培养条件下则表现为细胞贴壁生长汇合成单层后即停止生长。癌细胞则不同,其分裂和增殖并不因细胞相互接触而终止,在体外培养时细胞可堆累成立体细胞群,故癌细胞接触对癌细胞的增殖无抑制作用。

需要引进一个概念:端粒。目前端粒学说是认可度最广的学说。不过尚存争议。

一般在每次分裂的时候,都会因为DNA聚合酶功能障碍而丢失染色体,因此最后复制DNA序列可能会丢失,所以DNA序列就有可能丢失,造成细胞衰老死亡。

这时候端粒就登场了。

端粒是指位于真核细胞线状染色体末端的一小段DNA-蛋白质复合体。

对于哺乳动物而言,端粒的存在可以维持染色体末端稳定,从而确保细胞内的DNA以及遗传信息能够稳定完整的存在。

但是,端粒会缩短,没分裂一次都会缩短。会致使细胞内的基因组无法维持在稳定状态,最终导致细胞老化、死亡或癌变。

端粒就是染色体末端的“保护使者”,保护染色体不被“磨损”掉。也有人将端粒比作鞋带末端的塑料套,保护DNA双螺旋结构所拧成的这条“鞋带”不发生降解。一旦端粒“磨损”、耗尽, 染色体将无法正常分裂,细胞的更新也就走向终止,端粒也因此被科学家们称为“生命时钟”。

但是,但是后面往往有一个感人的故事。在超过85%的癌症中,都发现端粒酶的活性增高。

所以,如题。

不过这只是一个假说。有很多都解释不清。

癌细胞经过突变很多地方适应了无限分裂,最主要是其可以表达端粒酶。DNA的末端有一段序列称为端粒,多细胞生物每次分裂一次端粒会变短,当端粒没有了时便会影响内部的一些基因。从而细胞衰老进而死亡,而癌细胞的端粒酶可以修复端粒,因此具备了无限增殖的能力。

癌细胞的基因分裂过程中发生明显变化,有的癌细胞的癌基因表达会过多,而抑癌基因的表达受阻,在这个基础上细胞与细胞之间的这种“接触抑制”效果没有了,细胞的分裂增殖就不能被阻止。

因为癌细胞的原癌基因和抑癌基因发生了突变,所以能不断产生新的细胞。但是人的正常细胞是已经成熟的细胞,一旦继续分裂,就会衰老以及消亡。

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