巨核細胞如何形成血小板
巨核細胞如何形成血小板(How to produce platelet in megakaryocytes)
國立臺灣大學生命科學系范姜文榮編譯/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群教授責任編輯
編譯來源：止血役にはストレスが必要－巨核球細胞での小胞体ストレスが血小板を生む－
日本理化學研究所的研究團隊，發現欲形成血小板，巨核細胞(megakaryocyte)的內質網(endoplasmic reticulum；ER)需要出現內質網壓力(ER stress)。所謂內質網壓力，係指無法精確形成蛋白質立體構造的損壞蛋白質蓄積於內質網內。
人類經由細胞分化，形成各種組織及臟器；換言之，源自幹細胞未分化細胞的性質漸漸改變、執行特定的機能。而細胞機能產生變化的原動力，來自基因表現模式的變化，誘發細胞內特定蛋白質數量或種類產生改變，促使細胞發揮特殊機能。
除了細胞機能產生變化，細胞分化也伴隨細胞形態或細胞核大小改變的情形。血小板是傷口止血時不可或缺的血液成分。血小板為骨髓造血前驅細胞(precursor cell)-巨核細胞經巨大形態改變，細胞表現出現許多的突起，然後分解形成不含細胞核的數千個細胞質碎片(圖1)。細胞變形或細胞分解是細胞自我死亡現象之一-細胞凋亡(apoptosis)的共通特徵。過去認為血小板形成時，巨核細胞也有細胞凋亡的類似機制，可能是受到蛋白質分解酵素-凋亡蛋白酶caspase的作用。2000年代初期的研究指出，凋亡蛋白酶caspase 3與血小板形成有關，但其機制不明。
圖片來源 : http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160614_2/
凋亡蛋白酶族(caspase family)在細胞內以含有多餘部分結構的前驅物(precursor)存在，處於非活性狀態。凋亡蛋白酶caspase 3，若要變成活化狀態，須受到一種稱作「啟動凋亡蛋白酶(initiator caspase)」的作用，將凋亡蛋白酶caspase 3前驅物的部分構造切斷。另一方面，數種啟動凋亡蛋白酶中，因應細胞狀態，不同種類的凋亡蛋白酶有出現自我活化的情形。
該研究團隊嘗試從啟動凋亡蛋白酶活化的面向，解析巨核細胞株(megakaryoblastic cell line)形成血小板的機制。結果發現，除了凋亡蛋白酶caspase 3，凋亡蛋白酶caspase 4也受到活化；也就是凋亡蛋白酶caspase 4受到內質網壓力而自我活化，再加上凋亡蛋白酶caspase 3活化等作用，誘發細胞凋亡。也發現若提供消除內質網壓力的試劑或凋亡蛋白酶caspase 4的抑制劑，則血小板形成困難。另一方面，藉由提供增強內質網壓力的試劑，成功提高血小板的形成效率。以上研究結果顯示，內質網壓力及凋亡蛋白酶caspase 4活性在血小板形成上扮演重要的角色。
該研究有助於將來開發從培養細胞大量生產血小板的技術，其研究成果於2016年6月刊載科學期刊「Genes to Cells」。
名詞解釋
- 巨核細胞 : 存在骨髓內，為血小板的前驅細胞。造血幹細胞(hemopoietic stem cell)經分化為巨核細胞，再分化為血小板。巨核細胞形成時，發生數次未伴隨細胞分裂的染色體複製，因此染色體為多倍體，染色體套數如4,8,16,32,64等，且細胞大小也不一致。
- 內質網 : 細胞內的網狀胞器，為膜蛋白、分泌蛋白(secretory protein)，以及脂質的合成場所。
延伸閱讀
- 造血作用（Hematopoiesis）/highscope/?p=57136
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