現實中的「工作細胞」是如何大戰細菌的?

現實中的「工作細胞」是如何大戰細菌的?

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夏季新番《工作細胞》為我們展現了血細胞的搞笑生活。第一集主要講了女主角紅細胞和男主角白細胞(中性粒細胞)一起打敗反派肺炎鏈球菌的故事。

這位妹子是動畫中里紅細胞,帽子是現實中紅細胞的樣子:

顯微鏡下的紅細胞長這樣:

圖片修改自:embryology.med.unsw.edu.au

這位是肺炎鏈球菌(Streptococcus pneumoniae),長著標準的反派臉。

現實中的肺炎鏈球菌既沒有反派臉,也沒有觸手,甚至大部分情況在顯微鏡下不是鏈球狀,而是雙球狀(真是丟鏈球菌的臉啊)。顯微鏡下長這樣(電腦上色):

圖片:CDC/Dr. M.S. Mitchell

這位是負責消滅細菌的白細胞(中性粒細胞),動畫里場面極其殘暴:

顯微鏡下的中性粒細胞長這樣(染色):

圖片修改自:embryology.med.unsw.edu.au

雖然他們三個人(?)在動畫中身高差不多,但在現實中作為原核生物的細菌可是比紅細胞、白細胞等真核細胞要小得多。

藍色圈內為細菌,白色圈內為中性粒細胞,紅色圈內為紅細胞。圖片:embryology.med.unsw.edu.au

雖然動畫里白細胞用刀殺死細菌,現實中的做法反而更殘暴:直接吃掉或者釋放可溶性的殺菌物質。

中性細胞的戰鬥方式其實更像這個。圖片:《進擊的巨人》

在動畫中,中性粒細胞可以變身為「天線寶寶」,用探測器來尋找細菌。現實中這種探測器確實存在(雖然沒有那麼喜感),而且還不只一種。中性粒細胞能探測和細菌相關的分子,如c5a。不光探測細菌,中性粒細胞還會接收巨噬細胞等免疫細胞的指令(如白細胞介素IL-8),前往受感染的區域。

中性粒細胞探測器尋找細菌。

早在上世紀50年代,David Rogers就拍攝到了中性粒細胞在血液中追擊細菌的一幕。簡直可以說是《工作細胞》的現實版。之前在微信公眾號蝦說科學 (Prawn_Talk)也介紹過一個歡脫的版本:

https://www.zhihu.com/video/1000045119365468160

另外值得一提的是,我們在動畫中看到了許多可愛的血小板在修復受傷組織,但是事實上血小板只會堵住受傷的部位,而真正參與修復工作的是巨噬細胞。

有些同學可能會納悶了:巨噬細胞不是用來殺死病原體的嗎?原來,巨噬細胞除了殺死細菌之外,也有緩解炎症、清理凋亡細胞、促進細胞生長的功能。巨噬細胞並不是重複單一的,不同的巨噬細胞有著不同的功能。

動畫中的巨噬細胞

不光是巨噬細胞,大部分免疫細胞的分類,如中性粒細胞、T淋巴細胞等,也都是經過簡化的分類。在這些分類下的各種細胞還有許多細微但重要的差異,還有許多未知的特徵等著我們去發現。舉個例子,巨噬細胞就可以被再細分為M1和M2亞型,並可以被繼續細分。有些巨噬細胞甚至可能是癌細胞轉移的幫凶。

如今,免疫系統早已不再只和細菌病毒感染和過敏相關。癌症、神經退行性疾病、器官移植等重大問題都和免疫系統有著千絲萬縷的關係。對免疫系統這一龐大而複雜的系統研究,也許能為目前許許多多的「不治之症」找到解決的良方。


宅男們終於在這部動畫里確確實實地擁有了口中的老婆。


參考資料

《工作細胞》

embryology.med.unsw.edu.au

Koh,Timothy J., and Luisa Ann DiPietro. 2011. 「Inflammation and Wound Healing: TheRole of the Macrophage.」 Expert Reviews in Molecular Medicine 13(October).

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