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你体内的细胞“成精了”?居然还互相看对了眼?

生信宝典 2022-03-28

The following article is from DeepTech深科技 Author 陈舒琪

本文授权转载自DeepTech深科技(ID:mit-tr)

听说最近有不少人迷上了自己的血小板。

最近,一部从 2015 年 3 月开始连载于《月刊少年天狼星》杂志的漫画作品 《工作细胞》 ,随着 2018 年 7 月的同名改编动画播出,一下子火了,受到 DT 君身边的生物医学学生、二次元宅人士的大量好评。

经过 DT 君的亲自考察,作为一部动漫作品,《工作细胞》从内容取材、到作画细节、再到背景音乐、甚至是声优演绎都可以称得上非常优秀了。尽管从科普角度来分析,该动漫因受到剧情制约而无法完全符合科学事实,但在设定上也可以说是充分尊重学术严谨性了。

那么,这部动画片究竟讲了个什么故事呢?

正如作品名所述,《工作细胞》讲的就是你身体中的细胞以及细胞们“平和”的日常生活。以某主人公的各大系统和器官为舞台背景,细胞们每一天都在为了主人的健康而努力工作,比如我们在教科书上看到的“一本正经”的血管:

在动漫的强势拟人化之下变成了这样:(红字为 DT 君自行标注)

这里有重度路痴但却很认真的女主角红细胞、 以及杀敌凶残但内心柔软的男主角中性粒细胞,他们虽然职责交叉甚少却总能“因缘”相遇(想象一下如果你的细胞在你体内看对眼了,而你还是一只单身狗……)。

也有看似呆萌、工作起来却比谁都积极的血小板(点燃不少人的萝莉控之魂)。


虽然是科普性动漫,作者所描绘的内容已远远超出高中生物知识范围,让医学生不由得产生一种复习《组胚》和《系解》的冲动

在对作品细胞进行拟人化时,作者充分考虑了其各自的生理功能以及互动关系,对细胞们赋予个性,一方面能充分体现细胞的职责,另一方面则凸显了人们常说的“反差萌”。比如“无色”的中性粒细胞,作为免疫系统第二道防线的重要成分,是面对病原体永远冲在最前线的白细胞,在作品中虽然是一个“见血不眨眼”的硬汉,却一心想着庇护其他细胞,每次清除不幸受感染的己方细胞时也会表示默哀;其拥有的受体虽能够识别抗原,却并不具有特异性识别能力,某种程度上来说效率要略低于专职化的细胞,因此面对强敌有时也不得不败下阵来。

再比如,嗜酸粒细胞虽然在攻击细菌时相比其他白细胞略微逊色,面对寄生虫入侵时则瞬间勇猛了起来:

而“杀手”T 细胞(Tc 细胞)虽然战斗力强,却时常执行着清除体内感染细胞的职责,因此在漫画中其他细胞对 Tc 表现出一种敬畏的情感。当然,在原始 T 细胞被活化为效应 T 细胞并增殖之前,其对病原宿主是无能为力的,于是就产生了“Naive”T 细胞被活化前后的巨大反差:

总而言之,《工作细胞》中的细胞个性和细胞间关系是一个非常值得推敲的部分。

虽然大多数时候我们能处在一个活蹦乱跳的健康状态,我们的体内却时刻发生着大战。病原体的种类可谓相当纷杂,包括病毒、细菌、寄生虫等,它们往往拥有不同的入侵机制,而人体也会相对采取不同的应对措施。当然在动漫中,为了充分体现出“萌点”和“燃点”,作者采用了独特的表现手法。比如我们的男主角(中性粒细胞)在剧中的战斗状态是这样挥舞着冷兵器的:

然而真实的攻击方式应该是这样的:

其细胞膜表达的受体可以非特异性地识别白介素、趋化因子等,然后通过阿米巴样变形运动(amoeboid movement)实现化学趋向性(chemotaxis),最终对病原体进行吞噬,利用细胞内溶酶体颗粒和次级颗粒的酶进行消化;随着吞噬进行,中性粒细胞膜开始紊乱,出现呼吸爆发,细胞耗氧量急剧增加,产生大量的过氧化物、超氧化物等细胞毒性效应分子,起到杀伤病原体的作用。悲伤的是,中性粒细胞在杀死吞噬的细菌等异物后其本身也会死亡,转变为脓细胞。当然如果动漫中的男主角如果每次都战死沙场,就不会有和红细胞小姐姐的美好邂逅了。

擦伤也是人们日常经历的事情,殊不知由于我们的马虎,细胞们的生活工作是多么艰辛。人体表皮出现伤口之后,一小部分内环境暴露在了空气中,需要经历“伤口组织坏死、血管断裂→血管充血、炎细胞渗出→血液和纤维蛋白原凝结成块、形成痂皮→伤口收缩→肉芽组织增生和瘢痕形成→表皮及其他组织再生”等一系列过程才能完成愈合:

我们看似云淡风轻的小伤,对细胞们来说可是地震级的灾难了。为了表现这一点,作者以多层楼房代替表皮和真皮细胞,而内外环境的压力差使得部分血细胞漏向外环境。

在病原体入侵的同时,伤口发生红肿,而静脉瓣膜充分发挥了防止血流紊乱的作用:

为了形成血痂,我们萌萌的血小板聚集在伤口,释放出 ADP、血栓烷 A2 等物质形成正反馈加快聚集,紧接着一系列凝血因子被逐级激活,形成凝血酶原激活物,在此激活物的作用下,凝血酶原转化为凝血酶,促进纤维蛋白原转化为纤维蛋白,同时捕获了包括血小板本身在内的大量血细胞形成血痂。然而事实上,仅是凝血因子的级联激活就已经足够复杂了:

因此这部科普向的动漫将凝血过程简化为了这样:

不过看到这种场景,估计大多数人都只顾着看血小板萝莉和正太了,还有谁会在意他们拿的到底是不是网状纤维蛋白束(fibrin fiber)和纤维蛋白稳定因子(FXIII)呢?

高中生物书上的体液免疫和细胞免疫可谓是绕晕了一大批人,而这部作品甚至兴致勃勃地搬出了临床教材《医学免疫学》的知识点。经典的乙型流感病毒感染细胞时,可以看到宿主表面的异常变化(常暴露出抗原决定簇)以及增殖释放出的包膜病毒:

最早赶到现场的中心粒细胞和随后出现的巨噬细胞起到了非特异性免疫作用,手持着流感病毒抗原决定簇的巨噬细胞随后联络(初步抗原呈递)了免疫系统中最强的抗原呈递细胞——树突状细胞;紧接着树突状细胞将抗原呈递给其他细胞。正如教材所述,细胞免疫的主心力量 T 淋巴细胞开始纷纷发挥自己的作用:包括辅助性 T 细胞(此处表现为指挥作用,略有不严谨之处)、Tc 细胞、激活的效应 T 细胞、记忆 T 细胞等:

当然实际的 T 细胞类群远远不止这么简单,但基本可以肯定的是,体液免疫在病毒侵入的后期开始发挥重要作用,即 B 细胞加入到免疫大军中,而浆细胞的抗体能大幅度灭活病毒:

作为一部合格的科普向作品,《工作细胞》无论是漫画还是改编动画都体现出了一定密集度的知识点,然而其另一值得尊敬的地方在于对科学细节的注重。比如我们所知的“仅允许单个通过”的毛细血管,红细胞会产生一定的形变,因此漫画也非常忠实地画了出来:

墙角堆放的小箱子暗示血浆中无处不在的无机盐离子和二氧化碳成分:

钙离子同时作为凝血因子 IV,也是血小板发挥功能的一种重要成分:

以及《工作细胞》对各器官场景的生动刻画:

当然,我们必须承认细胞角色们的设定存在一些无法忽视的“大坑”:一方面,红细胞是人体数量最多的血细胞,而中性粒细胞群体占到了白细胞的 40-70%,因此两个细胞再度相遇的概率微乎其微;另一方面,因为动漫要求主人公的出场稳定性,我们无法按照科学事实让细胞们寿终——可是如果红细胞只能活 120 天、白细胞隔几天就要换一批,我们还看什么男女主角的情感线呢!

无论如何,《工作细胞》终究是一部科普向作品,我们无法以学术文章的严谨度来要求动漫,但能看到这样认真用心的作品实在是让人期待。
更重要的是,我们在面对生活中的种种诱惑或者遭受疾病伤痛时,不由自主地就会想起我们身体里还有这样一群“萌货”——细胞尚且如此努力,我们还有什么理由不好好生活呢?

图丨向可爱势力低头
校审:戴青
文中图源:
neutrophil chasing the bacteria:
https://embryology.med.unsw.edu.au/embryology/index.php/Movie_-_Neutrophil_chasing_bacteria
Blood vessel:
https://immuno-oncologynews.com/2017/03/13/erytech-presents-new-data-employing-red-blood-cells-cancer-vaccines/
skin scrape
https://opentextbc.ca/anatomyandphysiology/chapter/4-6-tissue-injury-and-aging/
凝血因子
https://en.wikipedia.org/wiki/Coagulation
Influenza animation - flu virus
https://www.youtube.com/watch?v=YSgkoldBNkI
Lymphocyte_activation
https://en.wikipedia.org/wiki/T_helper_cell#Th1/Th2_model
红细胞形变
http://www.bg.ic.ac.uk/research/k.parker/homepage/Mechanics%20of%20the%20Circulation/Chap_13/_Chapter_13b.htm
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