中研院找到大規模細胞死亡新線索 登《自然》期刊

中央研究院18日宣布，该院分子生物研究所助研究员陈升宏的研究团队，首度发现「活性氧化物」所造成的铁死亡触发波（ferroptosis trigger wave），是造成大规模细胞死亡之因，为胚胎发育提供了一种新的解释。此研究成果于今年7月登上国际顶尖期刊《自然》（Nature）。

中研院表示，自19世纪以来，科学家们发现在生命发育的过程中，细胞会迅速增生并分化出多细胞生物体上的各种组织与器官，但增生的同时为什么会伴随大规模的细胞死亡？这是一道百年未解之谜。

在18日的成果发表会中，中研院副院长唐堂表示，研究团队结合了生物及数理的专长，研究的关键突破在于以创新系统生物学方法，结合数学建模，验证铁死亡触发波的细胞讯号传导回路，为器官生成过程提出重要研究解释。

中研院说明，有别于一般的细胞凋亡和坏死，细胞的铁死亡为近年科学界所发现的另一种细胞死亡方式，但科学家对其还认识不多。中研院的研究运用化学与基因的量化调控发现，活性氧化物的「讯息回馈回路」是铁死亡触发波发生与传播的主要机制。陈升宏指出，不同於单次造成两、三个细胞死亡的扩散作用，由活性氧化物引起的铁死亡触发波一次可使动辄数百万个细胞死亡。

铁死亡触发波的机制，是透过化学讯号将细胞的开关打开，当细胞接收到讯息后，再传给下一个细胞，类似骨牌效应的概念。研究团队使用24小时不间断的细胞缩时动态摄影，结合大数据影像分析，发现铁死亡触发波可借由化学讯号的连续触发，进行长距离、无边际的等速传播。陈升宏提到，「就像在雕刻一件艺术品一样，铁死亡触发波引起的大规模细胞死亡，可以清除大面积的临时组织」。

这篇论文的第一作者为中研院国际研究生分子与细胞学程许碧领（Hannah Katrina C. Co）博士生、以及吴嘉洲博士后研究学者。

许碧领解释，铁死亡触发波的化学讯号可以透过自我再生的方式，在细胞间进行传递；吴嘉洲说明，建立铁死亡触发波的数学模型就像堆叠积木，仔细挑选并组合适当的方程式，一步步打造能够反映生命动态的逻辑结构。研究团队补充，活性氧化物由体内生成，研究观察到铁死亡触发波在生命发育中，展现出一套独特的细胞演化记忆。至于这种机制在哪些特定的发育阶段尤其重要？研究团队表示这是下一阶段的研究重点。

在生命发育过程中，细胞的增生和死亡均在器官生成的过程扮演不同作用，在演化的长河里，大规模细胞死亡的发生与调控仍是个未解之谜。这项开创性的研究不仅是对细胞大规模死亡的学术探讨，亦提出「铁死亡触发波」担任雕琢生命之手的角色，有助于为生物医学里的癌症治疗提供新的解方。