要形成多細(xì)胞動(dòng)物,需要細(xì)胞之間能夠粘連,這種粘連主要是通過鈣粘蛋白(Cadherin)來實(shí)現(xiàn)的。多細(xì)胞動(dòng)物也需要通過“整連蛋白”(Integrin)、纖連蛋白(Fibronectin)、和層粘連蛋白(Laminin)與細(xì)胞外由膠原蛋白(Collagen)組成的細(xì)胞外基質(zhì)相連。
被認(rèn)為是多細(xì)胞動(dòng)物所特有的轉(zhuǎn)錄因子(transcription factors,結(jié)合與基因啟動(dòng)子上的DNA特殊序列,控制基因開關(guān)的蛋白質(zhì)),例如p53、Myc、Sox/TCF,這些基因在單細(xì)胞時(shí)代也已存在。
更令人驚異的是,過去被認(rèn)為是多細(xì)胞動(dòng)物特有的信號(hào)傳遞鏈上的分子,蛋白質(zhì)酪氨酸激酶(Protein tyrosine kinase,簡(jiǎn)稱TK,在蛋白質(zhì)分子中的酪氨酸殘基上加上一個(gè)磷酸分子),在這些單細(xì)胞生物中被大量發(fā)現(xiàn)。在領(lǐng)鞭毛蟲綱(Choanoflagellate)中Monosigabrevicollis的全部DNA序列中,竟有128種酪氨酸激酶,比人類的酪氨酸激酶數(shù)量還多38種!與酪氨酸激酶配合作用的酪氨酸磷酸酶(Tyrosinephosphatase,把酪氨酸激酶加在酪氨酸殘基上的磷酸分子去掉)在這些生物中也有發(fā)現(xiàn)。
最有趣的是群體形成性領(lǐng)鞭毛蟲Sros。雖然它仍然是單細(xì)胞的生物,但是已經(jīng)能夠以5種細(xì)胞形態(tài)存在:慢游泳單細(xì)胞(領(lǐng)鞭毛蟲的典型形態(tài),包括鞭毛和領(lǐng)毛)、快游泳單細(xì)胞(領(lǐng)毛已經(jīng)消失,只剩鞭毛)、通過杯形鞘殼附著在固體上(叫Thecatecells),聚集成鏈的細(xì)胞,和聚集成玫瑰花座形(rosette)的細(xì)胞,這也是其名稱Salpingoeca rosetta的由來。
在Sros中,和多細(xì)胞動(dòng)物器官形成有關(guān)的幾個(gè)信號(hào)通路中的一些成分,以及使細(xì)胞出現(xiàn)極性的一些蛋白質(zhì)成分已經(jīng)出現(xiàn)。對(duì)Sros的基因分析表明,Wnt信號(hào)通路中的Wnt基因和連鎖蛋白(Catenin)基因、刺猬蛋白(Hedgehog)信號(hào)通路中含有刺猬蛋白信號(hào)段的基因以及含有刺猬蛋白前體中負(fù)責(zé)肽鏈自我切斷的部分的基因、骨形態(tài)蛋白(BMP)信號(hào)通路中的SMAD基因、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF)信號(hào)通路中的TGFb和TGFb受體基因、以及使細(xì)胞出現(xiàn)極性的Crumb復(fù)合物中為PATj蛋白編碼的基因都已經(jīng)出現(xiàn)。
上圖是多細(xì)胞動(dòng)物的起源領(lǐng)鞭毛蟲示意圖
以上事實(shí)說明,領(lǐng)鞭毛蟲門的生物已經(jīng)具有多細(xì)胞動(dòng)物所需要的一些功能蛋白域,包括:
細(xì)胞間相互作用所需要的蛋白(鈣粘蛋白、整連蛋白、纖連蛋白、層粘連蛋白、Notch信號(hào)通路)
細(xì)胞間信息傳遞(Wnt信號(hào)通路、骨形態(tài)蛋白信號(hào)通路、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子信號(hào)通路、受體酪氨酸激酶、酪氨酸磷酸酶等)
多細(xì)胞動(dòng)物特有的轉(zhuǎn)錄因子(p53、Myc、Sox/TCF等)。
這些蛋白功能域在其他單細(xì)胞生物中沒有發(fā)現(xiàn),而只存在于領(lǐng)鞭毛蟲門的生物中,這是領(lǐng)鞭毛蟲門的生物是多細(xì)胞動(dòng)物祖先,他們同屬單鞭毛生物最強(qiáng)有力的證據(jù)。
說了這么多其實(shí)想說的是:癌本質(zhì)上是一種多細(xì)胞動(dòng)物體內(nèi)的克隆性返祖現(xiàn)象。
生命走向多細(xì)胞化以后,面臨著一個(gè)矛盾:如此龐大的細(xì)胞群落,如如何分化和協(xié)調(diào)最基本的單細(xì)胞代謝問題,也需要解決(清除)不利于整體的個(gè)體和物質(zhì)侵入內(nèi)在的多細(xì)胞體內(nèi)問題。這種迫切的需要給系統(tǒng)施加了巨大的管理壓力,促進(jìn)了免疫系統(tǒng)進(jìn)化:復(fù)雜而精準(zhǔn)。
很顯然,早期的多細(xì)胞體系如團(tuán)藻之類是不穩(wěn)定的也是靈活的;甚至發(fā)育到了扁平動(dòng)物們,被切割成數(shù)段的渦蟲仍具有各自發(fā)育為個(gè)體的能力,至于在爬行動(dòng)物階段仍殘留了這種能力:壁虎可以斷尾求生,到人類則殘留了有限的創(chuàng)傷修復(fù)能力,如皮膚和骨骼,肝的代償增生能力。
最先解決的問題是代謝,對(duì)自然界物質(zhì)的同化能力。動(dòng)物多數(shù)是屬于捕食營(yíng)養(yǎng),需要獲取含有葉綠體或者不含葉綠體的刺激營(yíng)養(yǎng),轉(zhuǎn)化為自身物質(zhì)與能量,所以產(chǎn)生了最早的代謝協(xié)調(diào)合作系統(tǒng)-原始內(nèi)分泌系統(tǒng),以協(xié)調(diào)各細(xì)胞功能群的功能。動(dòng)物是特殊的一界生物,需要持續(xù)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)以尋找合適的生存環(huán)境,所以產(chǎn)生了鏈接外界與運(yùn)動(dòng)效應(yīng)器的神經(jīng)系統(tǒng)。動(dòng)物們需要更具外界環(huán)境做出對(duì)內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)態(tài)協(xié)調(diào)機(jī)制,需要最終神經(jīng)和內(nèi)分泌整合在了一起,這就是兩個(gè)部分的起源:腺垂體和神經(jīng)垂體。關(guān)鍵的動(dòng)員令需要神經(jīng)直接發(fā)出并廣泛動(dòng)員內(nèi)環(huán)境,這就是腎上腺髓質(zhì)的起源。
免疫系統(tǒng)起源于內(nèi)吞噬消化細(xì)胞,后來發(fā)育為內(nèi)分泌管理下的一個(gè)代謝分支:這個(gè)分支的功能在于處理不能協(xié)調(diào)整體行動(dòng)對(duì)整體代謝無益的大小分子和細(xì)胞,并在組織重塑器官發(fā)育中具有重要意義。當(dāng)前對(duì)免疫功能的解釋是三個(gè)方面:消除其它生命體的感染(如果不能達(dá)到共生或耐受,那么或者消滅或者被消滅)、提供對(duì)自身衰老細(xì)胞的清除(隨年老而下降,產(chǎn)生越來越多的自身免疫耐受。)、提供對(duì)自身癌變細(xì)胞的清除(需要指出的是,人類的癌變細(xì)胞清除有多層次的預(yù)防機(jī)制,包括DNA修復(fù)、自噬;近期有觀察到正常細(xì)胞對(duì)癌變細(xì)胞的圍剿;免疫清除只是其中的一種機(jī)制;在免疫缺陷的動(dòng)物,并不會(huì)有大規(guī)模的癌癥爆發(fā);嚴(yán)重的免疫確實(shí),強(qiáng)大的外界DNA應(yīng)激源只會(huì)造成部分種類的癌癥高發(fā);癌癥更像是一種先天的DNA自身內(nèi)在制衡機(jī)制如癌基因和抑癌基因制衡關(guān)系在內(nèi)部遺傳水平和外界刺激共同整合下的失衡)。
基于微觀的視角:免疫反應(yīng)更像是一種遠(yuǎn)古的消化行為,也更像是遠(yuǎn)古單細(xì)胞間群體毆斗或戰(zhàn)爭(zhēng)。
陳列平老師抗癌免疫三大原理:
1、免疫系統(tǒng)精準(zhǔn)調(diào)節(jié):
由簡(jiǎn)單進(jìn)化為一個(gè)系統(tǒng)仍遵守了“太極生二儀”的原則,進(jìn)化出相互制衡的一套分子細(xì)胞調(diào)節(jié):如強(qiáng)化免疫的細(xì)胞和抑制免疫的細(xì)胞、正反饋和負(fù)反饋、共刺激和共抑制通路。免疫太強(qiáng),會(huì)毀了個(gè)體;免疫太弱不足以消除感染和衰老物質(zhì)以及癌變細(xì)胞。免疫就是處在這樣一個(gè)平衡動(dòng)態(tài)之中,表現(xiàn)為生命的千(?。┳税伲ú。B(tài)。免疫系統(tǒng)仍在強(qiáng)大的生存壓力下進(jìn)化,它可以完成讀書精確調(diào)節(jié),但注定也會(huì)失敗,因?yàn)閭€(gè)體人或者人類不過是地球生態(tài)圈的一部分。
2、癌細(xì)胞群起源的必要條件,局部微環(huán)境的免疫抑制金鐘罩:
陳列平老師一直強(qiáng)調(diào)的免疫“正?;本植炕鋵?shí)是指這個(gè)TME的免疫抑制。只有針對(duì)微環(huán)境這個(gè)靶點(diǎn),才能將治療副反應(yīng)局限化最小化。才能最大限度地發(fā)揮免疫系統(tǒng)固有的正常機(jī)能,又避免過度反應(yīng),毀了其它非癌變細(xì)胞。局部TME的免疫抑制機(jī)制也往往是抗癌免疫療法的耐藥機(jī)制,這個(gè)TME值得仔細(xì)玩味,目前人類已經(jīng)在基因組分子層面和細(xì)胞克隆進(jìn)化層面和轉(zhuǎn)移前微環(huán)境和宿主體質(zhì)層面多層次解讀這個(gè)局部化問題。
3、T細(xì)胞可以被視作抗癌免疫反應(yīng)的發(fā)起者和領(lǐng)導(dǎo)者,也是主力軍,精確調(diào)節(jié)不同發(fā)育不同成熟階段的T細(xì)胞功能是抗癌免疫療法設(shè)計(jì)需要考慮的原則。在對(duì)來源自身的組織、細(xì)胞或細(xì)胞碎片的清除(免疫)反應(yīng)中,自身免疫反應(yīng)中的主要機(jī)制是體液免疫,而抗癌免疫的主要機(jī)制是細(xì)胞免疫。我們需要對(duì)T細(xì)胞群的免疫協(xié)作和CTL發(fā)育分化做更為深入的了解。例如:CTLA-4表達(dá)于活化的CD4 T和CD8 T,在致敏啟動(dòng)階段發(fā)揮效應(yīng),目的在于避免過度應(yīng)答。PD-1分不僅表達(dá)于外周組織中的活化免疫細(xì)胞,如T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞、樹突細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等,還表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞。PD-1在免疫效應(yīng)執(zhí)行階段表達(dá),目的在于避免劇烈殺傷。所以在治療惡性黑色素瘤時(shí)候,二者效應(yīng)和毒性均不同:抗CTLA-4有效率低,iAE卻更高。
附加討論:
chainreaction/trigger point或者稱作resetting immunity問題:這個(gè)是陳列平老師提出的三大原理的核心,基于PD1免疫治療的觀察:經(jīng)過抗PD1/PD-L1的治療,充滿免疫抑制的安靜的TME漸漸出現(xiàn)活躍的免疫反應(yīng)。這種現(xiàn)象就類似,免疫系統(tǒng)的抗癌鏈?zhǔn)郊虞d反應(yīng)由于某個(gè)BUG突然死機(jī)了,由于我們找到并修正了這個(gè)BUG,所以Window系統(tǒng)又可以正常加載了。這就叫免疫系統(tǒng)重啟,一旦啟動(dòng)成功,不再需要持續(xù)刺激也能恢復(fù)正常的系統(tǒng)基本功能。
基本粒子的費(fèi)米特性,泡利不相容原理,使得原子組成的世界按照層次的原則組建了起來,出現(xiàn)了多層次的生物進(jìn)化。每個(gè)生物個(gè)體都是一個(gè)宇宙在重演的宇宙的歷史,個(gè)體人也不例外。
多細(xì)胞動(dòng)物人雖然看起來很復(fù)雜,其實(shí)基本的構(gòu)成不外代謝與免疫2個(gè),還有一個(gè)是與其共生的微生態(tài)。
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