細胞通訊，靠譜！
本文為「第一醫生」《細胞生物學》系列讀書筆記之一。每個人的「第一醫生」只能是自己，面對疾病和衰老，只要還有一點時間，這些知識都能帶來新的生機和希望。
由於細胞通訊出現問題導致血管系統的病變
計算機系統的各種軟體，自誕生至今，依靠一代代碼農的集體勞作，不斷地修復和升級，這已經成為所有電子設備的「必修課」，與之相比較，細胞的自我修復和補償過程更精彩，即使是最複雜的計算機也無法達到簡單細胞的自我更新的水平。
細胞的生命力，建立在細胞通訊單一信道的線性特徵與整個系統的非線性結構並存的基礎之上。
線性，是一條條線嗎？
看看細胞信號中G蛋白耦聯受體轉導的這一連串的反應：
激素G蛋白耦聯受體G蛋白腺苷酸環化酶cAMPcAMP依賴的蛋白激酶基因調控蛋白基因轉錄。
再看看酶聯受體介導的一條信號通路：
配體RTK（受體酪氨酸激酶）接頭蛋白GRF（鳥苷酸交換因子）RasRas（MAPKKK）MAPKKMAPK進入細胞核。
看不懂哈，正常的。關鍵是理解線性轉導，一個接一個：一到二，二到三，三到四……
看了這兩條轉導「線」，可以讓我們對線性有個印象，整個活的細胞通訊系統，就是無數條這樣的轉導線，或者說轉導鏈構成的。
每條線都是獨特的，都有個明確的「口令」要傳遞，都有其特定的使命，研究人員稱之為「特異性」，這種特異性保證了信號轉導的準確性。
線性和特異性，決定了轉導鏈中，只要一個環節出問題，這次信號轉導就不能完成，用現在的話說是「網線斷了」！
很危險嗎？是的，有危險。
不過歷經百萬年考驗，細胞的這些通路比我們常見的網線要可靠得多，不僅因為細胞有難以計數的通訊信道，還因為多種信道之間存在相互替代的效應。
家用網線不過8根細細的線芯，通常只需要其中4根。當某根線芯斷了，只需要啟用閑置線芯就可恢復通訊。細胞通訊系統也有類似機制，只是細胞「不養閑人」。
細胞的通訊信道沒有閑置的備份，只是在出現某條通路「掉線」的情況下，有相關的通路發揮代償作用，這有點像沒有替補的10名足球隊員在場上，當一名隊員受傷不得不下場的時候，場上其他隊員不僅要守住自己的位置，還要盡量彌補隊友下場留下的空檔，這種「補位」的能力，使細胞通訊系統形成非線性結構。
細胞壞死因子超家族信號通路——感受一下細胞信號轉導的非線性：發散性和收斂性
非線性：團結緊張、嚴肅活潑
細胞通訊信道，彼此交錯，表現出發散性與收斂性特徵，這是系統非線性結構得以實現的關鍵。
收斂性，指細胞會對收到的信號進行整合，會聚不同信道的信號，修正細胞對信號的最終反應。這好比吃飯，每天可以有不同的食譜，但目的只有一個，每天吃飯的內容可以變化，但收斂於吃飽吃好。
發散性，指來自同一配體的信號，可以多重激活各種不同的效應器。糧食是主食，但如果需要，土豆也可以成為主食。發散性好比土豆的多重作用，在歐美可以是主食，在我國常常作為配菜。
細胞要面對無數的信號，對哪個作出反應，對哪個置之不理，這取決於信號的強度和持續時間。強度大的信號，可能超越強度小的信號先引發細胞反應；強度小的信號，如果持續時間長在細胞對大強度信號「脫敏」之後，才能引起細胞的「注意」。
比如，某個細胞分化為脂肪細胞或神經元的實驗中，研究人員通過延長神經生長因子刺激時間，可以促進細胞分化為神經元，而不分化為脂肪細胞。當然，這種選擇不是隨意的，如何選擇，對真正構成生命體的細胞是一件嚴肅而又活波的事情。
在生命主體意志的統帥的下，細胞通訊展現了既統一又多樣的「精神」面貌。
相同的信號，可能引發不同的細胞反應，這是因為不同細胞「理解方式」的差異。
同樣的受體，由於下游通路的不同，會導致完全不同的反應，這是細胞實現多種類型、多種功能的基礎，甚至是生物具有多樣性的基礎之一。
細胞對信息的整合與控制，保證了細胞做出正確的、有效的反應，減少或取消無效的、錯誤的信號傳遞所帶來的不利影響。
自上世紀80年代中期以來，對細胞信號系統的研究雖然有了長足的進展，但對其複雜關係的了解仍然是初步的。以細胞內信號通路的關鍵物質蛋白激酶為例。據估計，一個哺乳動物細胞中可能含有1000種以上不同的蛋白激酶，在基因組中約佔2%的基因為其編碼。
所以，細胞的信號網路遠比我們目前了解的要複雜得多。不僅許多信號途徑尚未發現，對其「交叉對話」的機制也正在探索。
對此，科研人員有一個共識：對信號傳遞過程中交叉對話和非線性內涵的認識，是人類深入理解生命發育機制和疾病控制的關鍵。
另：
1、封面圖片引自互聯網，經過編輯加工。
2、「第一醫生」讀書筆記用書：《細胞生物學》.翟中和、王喜忠、丁明孝主編.高等教育出版社.2007年第三版
3、這是一次從細胞質膜開始的漫長談話，我們介紹了關於細胞方面的一些基本的情況，可能既不全面，也不深入，甚至不免有錯誤，歡迎各位「第一醫生」批評指正。
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