Cell：新研究发现“爆破细胞”！涡虫免疫细胞数分钟内自爆杀敌，不留痕迹

斯坦福大学的科学家发现了一种新型免疫细胞，它能通过爆炸的方式杀死周围的细胞——这种细胞爆炸速度极快、破坏彻底，几分钟内细胞就会消失，不留任何痕迹。这一发现来自一个意想不到的源头：涡虫（planarian flatworms）。这些水生、滑行的“薄饼状”蠕虫以其能在被切碎后仍能生存、并从切断的身体片段中再生出完整生物体而闻名。理解这些涡虫的免疫系统如何在数亿年间持续发挥作用，可能为现代医学提供重要启示。

在6月2日发表于《细胞》（Cell）杂志的一项新研究中，研究团队描述了这一发现，并根据这些细胞对某种激素的爆炸性反应，将其命名为 “ruptoblasts”（爆破细胞）。

“我们从未想到一个细胞能像炸弹一样爆炸，并杀死周围的细胞。”该研究的资深作者、工程学院和医学院生物工程副教授 Bo Wang 说。

涡虫的炎症反应

Wang 实验室的博士后研究员 Chew Chai 最初是在研究涡虫生物学中一个长期未解之谜时观察到这些细胞的：涡虫是否能区分自身组织与另一个体的组织？为了找到答案，她将涡虫纵向切片，然后将它们与另一条涡虫融合在一起。尽管涡虫擅长再生自身组织，但 Chai 注意到这些“弗兰肯斯坦”涡虫会排斥另一半来自其他涡虫的组织，类似于人体可能会排斥来自供体的移植器官。

然而，与人类不同的是，一种不同的细胞防御机制被启动了。

“这是一种巨大的炎症反应。就像发生了火灾，警报响起，然后细胞就爆炸了。”该论文的第一作者 Chai 说。

通过先前对涡虫再生能力的研究，科学家已知激素 激活素（activin） 的水平在其生存中起着关键作用。高水平的激活素会降低涡虫再生身体的能力，而低水平则抑制它们与其他涡虫繁殖的能力。当 Chai 注意到涡虫排斥其他涡虫的组织时，她还观察到激活素水平升高以及随之而来的慢性炎症。涡虫并未立即死于这种炎症，而是在几天内死亡。Chai 还观察到，向原本健康、未融合的涡虫注射激活素也会引发类似的炎症水平。

为了从细胞水平研究这种反应，Chai 需要使用活细胞显微镜和流式细胞术（一种基于激光的分析技术）。她用不同的荧光染料标记细胞，然后分选单个细胞，以分离出那些对激活素暴露有反应的细胞。这些细胞中的一部分会爆裂开，喷出内容物杀死周围细胞，然后在爆炸后的五分钟内消失。Chai 和 Wang 将这种反应称为 “ruptosis”（爆破性死亡）。

这些爆破细胞的迅速而彻底的自毁，是它们与其他形式细胞死亡区别开来的一个方面。

“一些哺乳动物细胞和细菌也可能发生爆炸性的细胞死亡，但时间尺度要长得多。它们确实在爆炸，但更像是形成孔洞，然后在几个小时内慢慢泄漏内容物。”Chai 说。“Ruptosis 发生在几秒到几分钟内。”

一种古老的进化解决方案

在与大肠杆菌、人肾细胞和小鼠血细胞的对抗中，爆破细胞摧毁了所有这三种靶标。然而，作者指出，细胞死亡仅限于爆炸发生的局部区域，并没有引发任何连锁反应或持久的毒性。Wang 说，这种局部效应为细菌感染或肿瘤的靶向治疗带来了希望。

爆破细胞与其他免疫细胞（如 T 细胞或中性粒细胞）的另一个不同之处在于：它们是腺体细胞（glandular cells），而不是造血细胞（即骨髓中产生的血细胞）。爆破细胞似乎找到了一种方法来放大它们的分泌机制，从而在激活素的作用下突然而猛烈地释放细胞毒性物质。爆破细胞内质网中钙离子的急剧增加有助于促进爆破性死亡。

在寻找其他生物体中是否存在这些细胞时，Chai 发现它们只出现在像涡虫这样的基础两侧对称动物（basal bilaterians） 中，这表明这些细胞具有早期进化起源。Chai 推测，之所以这些细胞在现代脊椎动物的免疫系统中被过滤掉，可能是因为脊椎动物缺乏在爆破性死亡发生后修复其他细胞的能力，而涡虫则富含干细胞。

“这证明了存在很多不同的免疫机制。有许多动物生活在充满细菌、充满病毒的环境中，而我们对它们的免疫机制知之甚少。”Wang 说。

这些发现指出了像涡虫这样看似简单的奇特生物能够为免疫反应研究增添多大价值。Wang 说，放眼传统模式生物之外，可以激发新策略和创新的解决方案，应对一些最棘手的医学问题。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Chew Chai et al, Explosive cytotoxicity of ruptoblasts bridges hormone surveillance and immune defense, Cell (2026). DOI: 10.1016/j.cell.2026.05.008.