她去世70年,但她的癌细胞已繁衍2.5万代,总重5000万吨

文 / 科学胶囊
2021-03-13 10:29

延长寿命,甚至永生,一直是人类孜孜不倦的追求。为此,有些人在患上诸如癌症等无法治愈的绝症时,选择对自己进行低温冷冻,身体保存在-196 ℃的液氮中,待到未来医学足够发达,再解冻进行治疗。1967年,贝德福德因患肾癌去世,他成为了第一位低温冷冻人。

而在更早之前,一位黑人女子也是因患癌症去世,虽然她没有被低温冷冻,但她身上的细胞却实现了永生,这就是海瑞塔·拉克斯(Henrietta Lacks)的海拉细胞。那么,海拉细胞究竟是什么样的细胞呢?为什么这些细胞可以永生呢?

正常而言,人类的绝大部分细胞都是有寿命的,分裂一定次数后就会凋亡,这与染色体复制的特殊机制有关。在染色体末端,存在一段特殊的DNA序列,被称为端粒。染色体每次都无法完整复制,总有部分末端缺失。

随着细胞的分裂次数越来越多,端粒变得越来越短。直到最后,端粒被完全消耗掉,细胞的凋亡机制马上会被触发。每个细胞的分裂次数一般最多只有70次,这就是海夫力克极限。于是,耗尽端粒的细胞走向死亡。正因为如此,人体会不断衰老,寿命是有限的。

然而,癌细胞却能罕见地跳脱出死亡限制。这是因为癌细胞激活了本该被抑制的端粒酶,这种酶可以让染色体的端粒变长,所以癌细胞的复制不受次数限制,它们能够达到永生的状态,海拉细胞就是属于这类细胞。

1951年1月29日,身体不适的海瑞塔·拉克斯前往约翰·霍普金斯大学医院就医,结果她被确诊患上宫颈癌。虽然经过一系列治疗,但没能阻止癌细胞向全身扩散。年仅31岁的拉克斯走到了生命的尽头,从确诊到去世仅仅过了半年多。

此前的很长一段时间里,科学家希望能够在实验室中培养出癌细胞,但它们都在增殖几代后凋亡。当科学家在体外培养拉克斯的癌细胞时,意外发现这些细胞具有罕见的增殖能力,它们可以在实验室中不断分裂下去。科学家终于第一次获得了梦寐以求的不死细胞,它们被称为海拉细胞。

正常细胞中的染色体有46条,而海拉细胞中的染色体至少有76条,并且其中一些发生严重突变。与其他癌细胞相比,海拉细胞的增殖速度要快得多,它们不到一天的时间就可以完成一次分裂,数量翻上一番。这是因为海拉细胞的端粒酶极为活跃,在每次分裂后能够快速重建端粒,防止细胞凋亡,允许细胞永远分裂下去。

虽然拉克斯早已去世,但她的癌细胞可以实现永生。70年过去了,海拉细胞已经增殖了25000代,人类需要大约75万年的时间才能繁衍这么多代,所有海拉细胞加起来的总质量超过了5000万吨。

过去70年来,海拉细胞为科学的发展做出了巨大的贡献。基于海拉细胞,科学家进行了大量的研究实验,积累了大量的数据,发表了数以万计的论文,这极大方便了后世科学家持续进行研究。

海拉细胞推动了诸多生物医学领域的发展,包括癌症、病毒学、遗传学、疫苗研制,甚至还包括空间微生物学。1964年,海拉细胞随着太空飞船进入太空。结果表明,这些细胞在失重状态下分裂得更快,该研究初步揭示了太空环境对人类的影响。

未来,海拉细胞还会继续无限增殖下去。通过对这些特殊细胞的进一步深入研究,科学家将会揭示更多悬而未解的问题,也许就包括永生之谜。