犹他大学亨茨曼癌症研究所(HCI)的科学家今天在《自然》杂志上发表的研究表明，上皮细胞是如何自然翻转的，在细胞分裂和细胞死亡之间保持恒定的数量。

　　上皮细胞包括皮肤和覆盖在内部器官上的类似皮肤的衬里，为器官提供保护屏障，使它们能够正常工作。上皮细胞翻得很快。为了保持健康的细胞密度，必须有等量的细胞分裂和死亡。如果这种平衡被打破，炎症性疾病或癌症就会出现。

　　该研究的负责人，Jody Rosenblatt博士，HCI研究员和犹他大学肿瘤学副教授，说:“如果太多的上皮细胞死亡，你可能会失去器官屏障功能，导致哮喘和结肠炎等炎症性疾病。另一方面，如果分裂的细胞多于死亡的细胞，就会导致细胞过剩，从而导致肿瘤的形成。所以任何一方的不平衡都是有问题的。”

　　大约90%的癌症发生在覆盖器官的简单上皮细胞。了解什么通常控制着细胞分裂和死亡，以及这些过程是如何联系在一起的，对于理解这些事件是如何被错误调节以驱动癌症形成至关重要。虽然科学家们以前研究过细胞分裂和死亡对实验触发的反应，但这些过程是如何自然发生的还不太清楚。

　　HCI团队找到了这个谜题的答案。他们了解到，相反的机械张力控制着细胞分裂和细胞死亡。具体来说，他们发现拉伸上皮细胞会导致它们分裂，而拥挤上皮细胞会导致它们排出并死亡。

　　Rosenblatt说:“我们知道必须有某种规则将死亡和分裂过程联系在一起。”“我们的发现可以归结为非常简单的原则。都是机械张力。如果细胞过于拥挤——拥挤的1.6倍——那么它们就会弹出一些细胞，然后死亡。细胞的挤压使细胞片恢复到它们喜欢的密度。”

　　另一方面，研究人员注意到细胞在更稀疏的区域分裂。他们意识到，这些稀疏的区域给细胞带来了拉伸的张力。

　　罗森布拉特解释说:“如果细胞变得过于稀少，它们就会激活细胞分裂——分裂的信号来自于机械拉伸。”“为了测试这一点，我们拉伸了细胞，发现拉伸可以在一个小时内触发细胞分裂!这一过程还向我们表明，拉伸是细胞分裂的正常触发因素。”

　　Rosenblatt的团队分析了人类结肠细胞、斑马鱼细胞和狗细胞培养物。细胞分裂的地方总是更伸展——伸展的1.6倍，就像细胞死亡的比例一样。

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　　下一个问题是找出导致这些过程发生的原因。Rosenblatt的研究小组发现，细胞分裂和死亡都是由同一种蛋白质Piezo1控制的。

　　Rosenblatt说:“基本上，同样的蛋白质既能感知拥挤，也能感知拉伸，但结果却大不相同，这取决于细胞处于什么状态。”“Piezo1有点像恒温器，调节两个不同的侧面。就像恒温器可以调节冷热一样，用一个传感器来测量拥挤和拉伸也是有意义的。如果有两个独立的监管机构，如果一个传感器坏了，事情可能很快就会失控。”

　　除了了解Piezo1如何参与调节之外，Rosenblatt的团队还确定了细胞周期中细胞暂停修复的阶段。

　　“我们一直认为，一旦细胞开始分裂周期，它们就会坚持下去。我们不知道它们会在整个细胞周期中休息，”Rosenblatt解释说。“但我们发现细胞停滞不前，等待分裂。细胞分裂需要发生很多事情。DNA需要复制，这样它才能分裂成两半，为每个新细胞提供与母体相同的DNA。这些细胞已经做好了一切准备，但它们仍然停留在一个我们没有预料到会受到调节的步骤上。细胞可以暂停等待达到一定的大小。一旦它们达到这个大小，拉伸就会引发它们分裂。”

　　Rosenblatt相信，随着对细胞如何正常分裂的了解，科学家们将更好地了解上皮细胞在不应该分裂的情况下是如何分裂的，比如在癌症中。

　　“通过了解细胞死亡和分裂通常是如何被调节的，”她解释说，“我们正在发现这些过程出错的新方式——特别是在我们目前没有治疗方法的疾病中，比如哮喘和转移性癌症。”