以色列內蓋夫本．古里安大學（Ben-Gurion University of the Negev, BGU）與美國史丹佛大學（Stanford University）的研究團隊，在扁蟲體內發現全新型態的免疫細胞，並將其命名為「爆裂細胞（ruptoblasts）」。這些細胞並非來自傳統認知中的血球細胞譜系，而是屬於完全不同的腺體細胞家族，能透過猛烈的細胞爆破來抵禦感染。
研究由BGU大學Shraga Segal微生物學、免疫學與遺傳學系，以及再生醫學與幹細胞中心的Benyamin Rosental教授，與Stanford大學醫學院生物工程系Bo Wang教授共同領軍。這項研究已發表於頂級國際期刊《Cell》。
我們熟悉的免疫系統，主要依靠白血球辨識並消滅病原體。不過，研究團隊觀察扁蟲的防禦機制後，發現了一個完全不同的免疫策略。研究人員發現，爆裂細胞並不屬於典型的免疫細胞，而是源自腺體細胞。它們也不是透過與入侵者直接接觸來發動攻擊。相反地，爆裂細胞更像是扁蟲體內預先部署的「細胞地雷」。當扁蟲體內一種名為活化素（activin）的荷爾蒙訊號突然升高時，就像身體發出緊急求救訊號，爆裂細胞會迅速啟動一連串反應機制。短短幾分鐘內，大量鈣離子湧入細胞，最終引發細胞猛烈爆發。這場「爆炸」會瞬間釋放大量具有廣泛殺傷力的物質，在細胞周圍形成強力的殺傷區域，迅速摧毀範圍內的目標。
研究人員進一步證實，這種驚人的細胞爆發至少具有兩項重要的防禦功能。首先是清除細菌。當研究團隊讓扁蟲感染具有危險性的細菌後，鄰近的免疫細胞會釋放活化素訊號，啟動周圍的爆裂細胞。爆裂細胞隨即發生爆發，釋放的殺傷性物質能在極短時間內破壞入侵微生物的細胞膜，迅速清除細菌。第二是引發組織排斥反應。研究人員將兩隻不同的扁蟲組織融合在一起，結果觀察到類似「器官排斥」的免疫反應。當兩種不同組織彼此衝突，此時活化素訊號會大量累積，引發大規模的爆裂細胞爆發，最終造成組織損傷與病灶。當研究人員透過基因操作移除爆裂細胞後，原本具有破壞性的組織排斥反應也完全停止。這項實驗顯示，爆裂細胞是這種組織排斥反應中的主要角色。
研究更近一步測試發現，爆裂細胞釋放出的化學物質，似乎不只對扁蟲體內的病原體有效。研究人員在實驗室中測試這些細胞爆發後釋放的化學混合物，發現其殺傷力強大到足以摧毀哺乳類細胞，包括人類腎癌細胞。這種跨物種的殺傷能力相當罕見，也代表爆裂細胞所使用的「武器」可能並非僅限於扁蟲，而是具有更廣泛的生物學效力。對科學家而言，這項發現也開啟一種截然不同的想像：如果未來能掌握爆裂細胞啟動及控制殺傷反應的機制，或許可以將類似策略應用於細胞治療，設計能針對人類腫瘤細胞或抗藥性細菌的全新治療方式。不過，目前這仍屬於基礎研究階段，距離實際應用於人體還有很長的路要走。
既然一個細胞可以透過爆炸釋放強力殺傷物質，另一個問題隨之而來：如果細胞只是意外受到撞擊或損傷，會不會也跟著爆炸，引發失控的連鎖反應？研究發現，大自然其實替這套系統設計了相當嚴格的「安全鎖」。研究人員發現，如果爆裂細胞只是受到機械性擠壓、破壞或死亡時，爆裂細胞不會釋放出毒性物質。真正的殺傷機制需要一個精確的生化開關，也就是由活化素訊號觸發。只有在這個特定訊號出現時，細胞內的殺傷物質才會被轉換釋出。這種設計能避免鄰近的爆裂細胞因為其他細胞爆炸而被連帶誤觸發，降低連鎖反應失控的風險。除此之外，爆裂細胞留下的毒性物質也會快速分解，約在15分鐘內便會自然消退。換句話說，這套系統不只是「威力強大」，還具備精密的啟動條件與自我限制機制。
研究團隊也追尋爆裂細胞的演化來源，得到另一個令人意外的結果。這種細胞並不存在於小鼠、果蠅等常用的標準實驗模式生物中。透過基因體分析，研究人員發現，類似的細胞特徵存在於許多較古老、較原始的生物。這意味著爆裂細胞並非最近才演化出來的特殊機制，而是一套具有非常深厚演化歷史的防禦策略。這項發現也提醒科學家，研究免疫系統時，如果只依賴小鼠或果蠅等常見模式生物，可能會錯過自然界中一些截然不同、甚至完全未知的免疫策略。
研究團隊表示，這項研究發現了一種全新的防禦策略：直接將荷爾蒙訊號與爆炸性的免疫防禦機制連結。傳統免疫學通常將免疫防禦理解為免疫細胞辨識敵人、移動到感染部位，再透過吞噬、毒殺或其他方式消滅病原體。但爆裂細胞展現的是另一種截然不同的模式，細胞本身就是武器，而「爆炸」就是攻擊方式。更重要的是，這種機制並非單純依靠強大的殺傷力，而是同時具備精確的生化啟動開關與快速失活機制。研究人員認為，這項發現展現了自然界在演化免疫防禦策略上的驚人多樣性，也可能為未來的細胞工程帶來新的靈感。如果科學家未來能進一步解析爆裂細胞如何製造、儲存與精準釋放這些殺傷分子，或許能從這套古老的生物防禦機制中取得新的設計概念，用於對付難以治療的細菌感染或異常細胞。這種會「爆炸」的細胞，看似是一個奇特的生物學現象，背後卻可能藏著自然界經過漫長演化所打造的一套精密免疫武器系統。
資料來源：
https://www.bgu.ac.il/en/news-and-articles/researchers-discover-explosive-immune-cells/
