斯坦福大学的科学家发现了像微型炸弹一样爆炸的免疫细胞

据美国斯坦福大学(Stanford University)2026年8月5日报道(Stanford University. "Stanford scientists discover immune cells that explode like microscopic bombs." ScienceDaily, 5 August 2026. www.sciencedaily.com/releases/2026/08/260803080914.htm)，该校的研究人员发现，扁虫(flatworms)体内的免疫细胞会在几分钟内爆炸，杀死附近的细菌和外来细胞，然后完全消失。它们异常迅速和局部的攻击可能为开发针对感染和癌症的靶向治疗提供线索。古代扁虫拥有像微型炸弹一样爆炸的免疫细胞，这一发现可能会激发攻击感染和肿瘤的新方法。

斯坦福大学的研究人员发现了一种以前未知的免疫细胞，它通过爆炸破坏附近的细胞。这个过程展开得如此迅速和彻底，以至于细胞在几分钟内消失，几乎没有留下任何痕迹。

这一发现是在涡虫(planarian flatworms)身上发现的，涡虫是一种以非凡的再生能力而闻名的小型水生动物。即使被切成碎片，这些蠕虫也可以重建缺失的组织，在某些情况下，还会产生全新的生物体。研究它们的免疫系统如何在数亿年的时间里生存和适应，可以为现代医学提供有用的线索。相关研究结果已经在《细胞》(Cell)杂志发表——Chew Chai, Eliya Sultan, Souradeep R. Sarkar, Lihan Zhong, Dania Nanes Sarfati, Orly Gershoni-Yahalom, Christine Jacobs-Wagner, Hawa Racine Thiam, Benyamin Rosental, Bo Wang. Explosive cytotoxicity of ruptoblasts bridges hormone surveillance and immune defense. Cell, 2026; 189 (14): 4342 DOI: 10.1016/j.cell.2026.05.008. http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2026.05.008

研究人员将新发现的细胞命名为“破裂母细胞”（ruptoblasts），因为它们对特定激素的反应方式非常显著。

“我们从未想过细胞会像炸弹一样爆炸，杀死周围的细胞，”上述论文的通讯作者、工程与医学院(Schools of Engineering and Medicine)生物工程副教授王博(Bo Wang音译)说。

扁虫排斥外来组织

王博实验室的博士后研究员Chew Chai在研究扁形虫生物学中的一个长期问题时，首次注意到了这种不寻常的细胞。科学家们想知道扁虫是否能区分自己的组织和属于另一个体的组织。

为了测试这一点，Chew Chai将蠕虫纵向切片，并将每一条蠕虫与不同蠕虫的一部分融合在一起。扁虫在重建自己的身体方面非常有效，但这些融合的“弗兰肯斯坦”蠕虫("Frankenstein" worms)会排斥无关个体的组织。这种反应类似于人类免疫系统排斥移植器官的方式。然而，细胞反应与人类通常看到的任何反应都截然不同。

该论文的主要作者Chew Chai说：“这是一种巨大的炎症反应。就像发生火灾，警报响起，细胞就会爆炸。”

激活素引发严重炎症

先前对扁形虫再生的研究表明，激素激活素(activin)在它们的生存中起着重要作用。激活素水平升高会削弱蠕虫的再生能力，而低水平则会干扰其与其他蠕虫的繁殖能力。

当融合蠕虫开始排斥外来组织时，Chew Chai检测到激活素升高，随后出现慢性炎症。这些动物并没有立即死亡，但它们在几天内就死了。她还发现，将激活素注射到健康、未使用的扁虫体内也会产生类似的炎症反应。

为了检查单个细胞内发生了什么，Chew Chai使用了活细胞显微镜和流式细胞术，这是一种使用激光分析和分离细胞的技术。她用不同的荧光染料标记细胞，然后分离出对激活素有反应的细胞。

一小群细胞突然爆裂，释放出杀死附近细胞的物质，并在五分钟内消失。Chew Chai和王博将这一爆炸过程命名为“破裂”(ruptosis)。

细胞在几秒钟内死亡

破突细胞自我毁灭的速度和完整性将破突细胞与其他已知的细胞死亡形式区分开来。

Chew Chai说：“一些哺乳动物细胞和细菌也可能发生爆炸性的细胞死亡，但时间跨度很长。它们正在爆炸，但更像是在几个小时内缓慢泄漏物质的毛孔。呼吸急促发生在几秒钟到几分钟内。”

这种快速的破坏似乎将每个破裂细胞变成了一种高度局部化的武器。细胞几乎立即卸载其内容物，而不是缓慢释放有害物质。

爆炸细胞摧毁多个目标

研究人员对破裂细胞进行了测试大肠杆菌细菌、人类肾细胞和小鼠血细胞。破裂细胞摧毁了所有三种类型的目标。

损坏仅限于爆炸附近的区域。它没有通过连锁反应传播，也没有留下持久毒性。王博说，这种提供强大但严密控制的攻击的能力可能会对未来针对细菌感染或肿瘤的治疗产生影响。

破裂母细胞（Ruptoblast）也不同于常见的免疫细胞，如T细胞和中性粒细胞。这些细胞是造血细胞，这意味着它们是骨髓中产生的血细胞。即破裂母细胞是腺细胞。

研究人员认为，突变型细胞会强化其正常的分泌系统，因此在遇到激活素后，它们可以突然剧烈地释放有毒物质。细胞内内质网中钙的快速激增有助于推动破裂。

一种古老的免疫策略

当Chew Chai在其他物种中寻找类似的细胞时，她只在扁虫等基底双层中发现了它们。它们的有限分布表明，破裂母细胞起源于动物进化的早期。

Chew Chai提出，脊椎动物可能已经失去了这种防御，因为它们无法轻易修复由破裂引起的周围损伤。相比之下，扁虫含有丰富的干细胞，可以高效地替换受损组织。

王博说：“这表明有很多不同的免疫机制。所有这些动物都生活在一个有很多细菌、很多病毒的环境中，而我们对它们的免疫机制知之甚少。”

研究结果表明，科学家通过研究很少被用作传统研究模型的动物，可以学到不少东西。尽管扁虫可能看起来很简单，但它们不同寻常的生物学特性可能揭示出人类和其他脊椎动物所缺乏的免疫策略。

王博说，研究更广泛的生物体可能会为一些最具挑战性的医学问题提供新的方法。

这项研究由美国国家科学基金会研究生研究奖学金(National Science Foundation Graduate Research Fellowship) )、斯坦福大学研究生奖学金(Stanford Graduate Fellowship)、斯坦福DARE奖学金(Stanford DARE fellowship)、人类前沿科学计划(Human Frontier Science Program grant)、美国国立卫生研究院(National Institutes of Health grant)和欧洲研究理事会(European Research Council)的资助。

上述介绍仅供参考。欲了解更多信息敬请注意浏览原文或相关报道。

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