據New Atlas報導，我們的細胞用來處理廢物的技術為我們提供了一些令人興奮的途徑，可以潛在地干預它們的行為，無論是堵塞這些“垃圾”處理系統以消除癌細胞，還是修復它們的缺陷以治療阿爾茨海默病。麻省理工學院的研究表明，這種活動是如何在細胞分裂過程中加強的，新發現的機制可能為科學家提供了一個治療這類疾病的“開關”。

這一突破集中在被稱為溶酶體的細胞清潔器上，並且是在麻省理工學院的研究人員開發出一種測量細胞乾燥質量的新方法時出現的。這項技術已經醞釀多年，涉及比較細胞在正常水和重水中的測量結果，然後他們可以從中計算出其乾質量。這項技術被譽為在幾個方面的進步。重水對細胞是有毒的，所以以前的方法只能對每個細胞進行一次測量，而這個系統可以進行重複測量。它還提供了對細胞密度和組成的深入了解。

該研究的主要作者Teemu Miettinen說：“我們的想法是，如果我們盡量減少細胞與重水的接觸，我們可以設計該系統，以便我們可以在長時間內重複這種測量，而不傷害細胞。這使我們第一次不僅能夠追踪細胞的干質量，這是其他人使用顯微鏡方法所做的，而且還能追踪幹質量的密度，這使我們了解到細胞的生物分子組成。”

這個新工具被部署為研究一種叫做有絲分裂的細胞分裂的方式，科學家們試圖了解在整個過程中細胞質量和組成發生了什麼。科學家們在癌細胞上進行了實驗，這些細胞比普通的健康細胞更頻繁地分裂，科學家們發現，當細胞進入有絲分裂時，乾燥的質量實際上減少了，一旦細胞分裂完成，質量又會恢復。

進一步的調查顯示，當細胞進入有絲分裂時，它們正在加強溶酶體的活動。這些細胞器負責分解和處理細胞廢物，其過程被稱為胞吐作用。溶酶體這樣做是如此狂熱，以至於細胞在分裂過程中失去了大約百分之四的質量。

Miettinen說：“我們的假設是，細胞可能正在扔掉正在積累的東西，有毒成分或只是一些你不希望存在的功能不正常的東西。”它可以讓新生的細胞生出更多的功能內容。”

這一機制的發現可能對我們治療疾病的方式產生影響。癌細胞頻繁分裂，並且已知會通過胞吐作用排出一些化療藥物，這有助於它們對治療產生抗性。研究人員的想法是，如果可以防止胞吐作用，它可以使癌細胞更容易受到這種療法的影響。

在另一面，大腦中的神經細胞根本不分裂，這意味著它們不會經歷溶酶體外分泌增強的這個階段。這在理論上為與阿爾茨海默病發病有關的有毒澱粉樣蛋白和tau蛋白的積累留出了大門。

研究人員之前已經看到溶酶體活動牽涉到阿爾茨海默病的研究中。2019年的一項研究表明，這些有毒的蛋白質可以翻轉其分子結構，向溶酶體呈現自己的“鏡像”，基本上使它們無法消化，無法被清除掉。其他研究提出了這樣的觀點：大腦中功能失調的溶酶體的堆積實際上加速了蛋白質的積累，而清除失敗的溶酶體可能是一種治療方式。

對溶酶體活動及其在細胞分裂中的作用的這種新認識，不僅為治療阿爾茨海默病，而且為治療其他疾病提出了更多有趣的可能性。找到一種操縱這一機制的方法可以有效地為我們提供一個“開關”，以塑造細胞清除有毒產物的方式。

Miettinen說：“在有些疾病中，我們可能想要提高胞吐作用，例如在神經退行性疾病中，但在癌症等疾病中，我們可能想要降低它。未來，如果我們能夠更好地理解這背後的分子機制，並找到一種在有絲分裂之外觸發它或在有絲分裂期間防止它的方法，我們就真的可以在治療疾病時使用一種新的切換器。”

該研究發表在《eLife》雜誌上。