解密人类“生老病死”，从细胞研究中要答案
航母的电磁弹射系统能在短短数秒内，将重达数十吨的舰载机以数百公里的时速弹射升空。但你曾想过细胞也能进行”电磁弹射”吗？
细胞中的”电磁弹射”现象
军事医学研究院张学敏院士生动地将线粒体的”钙闪现象”比作一次”电磁弹射”：当细胞进入有丝分裂阶段，处于能量匮乏状态时，细胞内钙离子会迅速大量涌入产生能量的线粒体，以此调节其能量产生状态。
“细胞在新的生命单元产生高强度能量，仿佛为自己燃放了一束’生命的礼花’以示庆贺。”张学敏用诗意的语言揭示了细胞的神奇能力——它能精准感知自身能量状态，并快速进行自我调节以维持平衡。
细胞可塑性的科学探讨
细胞及其命运调控，成为11月9日至10日举行的第685次香山科学会议的核心议题。与会专家一致认为，本次会议主题”细胞可塑性调控与细胞工程应用”，不仅聚焦生物学核心问题，更致力于从细胞层面破解重大疾病机制并实现干预治疗。
干细胞研究为糖尿病治疗带来希望
“细胞是生命的基本结构和功能单元。”张学敏指出，细胞自身会呈现增殖、分化、衰老、死亡等生命现象，这些细胞的生命特性被统称为细胞命运。细胞命运的决定、转变和重塑，即细胞可塑性，贯穿于多细胞生物机体的重要生理和病理过程。
“生命的执行最终落实到细胞层面，这是最根本的问题。”张学敏以新冠病毒为例说明，”病毒狡猾且不断变异，我们需要从防控角度找到病毒的共性机制，才能以不变应万变。”
细胞可塑性的多重含义
如何理解细胞的可塑性？中科院分子细胞科学卓越创新中心曾艺研究员以干细胞为例解释道：干细胞分化为多种细胞类群显示其具有可塑性；分化后的细胞在应激情况下能够转换细胞身份和属性，参与组织修复和再生过程，这表明分化细胞同样具备可塑性；分化的细胞可被诱导产生多能干细胞，更进一步证明终末分化的细胞能够人工改变其身份和属性。
曾艺透露，其团队首次发现了Procr+标记的胰岛成体干细胞类群，在小鼠1型糖尿病模型中，通过移植这类胰岛干细胞，成功恢复了胰岛素水平。”这项研究围绕成体干细胞的可塑性，为未来彻底治愈糖尿病提供了理论和技术支持。”
中科院生物物理研究所朱冰研究员从细胞命运的决定、维持和记忆三个维度，阐述了表观遗传在多个层面对细胞命运可塑性的调控。”细胞可塑性包含多种含义，涉及细胞类型转换、细胞对环境信号的应答与记忆，甚至包括细胞衰老过程中的变化。”
异常细胞研究开辟癌症治疗新途径
除了研究正常细胞，探索异常细胞也可能为疾病治疗开辟新路径。细胞可塑性的异常变化会导致疾病发生，以癌症为例，与正常组织相比，恶性肿瘤发生发展过程中细胞展现的多样性和异质性，正是细胞命运可塑性被发挥到极致的病变过程；肿瘤治疗中出现的耐药性更是肿瘤细胞重塑结构和功能、逃脱死亡命运的集中体现。
细胞医学的新兴领域
“细胞可塑性调控和研究，有望实现癌症等重大疾病机理的基础性突破，解决临床诊疗的瓶颈问题。”张学敏介绍，例如可以研究肿瘤细胞在外界压力和微环境变化状态下的重塑与适应机制，解析肿瘤细胞可塑性的信号转导调控与表观遗传调控网络，揭示免疫系统与肿瘤发生发展的关系，进而通过细胞修复、细胞改造、细胞调控等手段来治疗恶性肿瘤。”这既是细胞生物学未来发展的方向，也是医学进步的重要动力。”
“我期待未来医院不仅设有外科和内科，还能建立细胞科。”张学敏呼吁，应建立和发展细胞医学这一新兴交叉学科，促进细胞生物学与医学的深度融合。细胞医学是在细胞水平认识疾病发生机制的基础上，通过细胞修复、细胞改造和细胞调控等手段实现疾病治疗的医学科学。
技术挑战与未来展望
当然，该领域研究仍面临技术挑战。中国科学技术大学姚雪彪教授指出：”调节细胞可塑性的无膜细胞器与蛋白质机器具有高度动态性，在分子水平实时研究其行为机制面临巨大技术瓶颈。因此，研究细胞可塑性需要综合运用成像技术、质谱、单细胞组学等重要技术方法。”
“从五年前的懵懂探索，到如今取得丰硕成果，我们期望不仅是完成项目，更要进行学科规划和项目集成，整合优势力量和技术，在学科领域实现突破性进展。”中科院分子细胞科学卓越创新中心李林院士表示。
专家建议与学科前景
专家建议，按照”装备一批、研发一批、预研一批”的思路，在该领域加强基础研究投入，对具备”0到1″水平的重大发现，既要鼓励持续性跟踪研究，更要支持原创性探索。
“所有生命的关键问题都要到细胞中寻找答案，所有疾病的关键问题也都要到细胞中探寻解决之道。”张学敏期望，我国科学家能在细胞可塑性研究和应用领域抢占先机，取得重要突破。
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