第一张细胞应激记忆图谱为更好地理解细胞应激相关疾病过程铺平了道路

季节性晒黑什么时候会成为患黑色素瘤的风险?额外的体重在什么时候会引发糖尿病?严重的头部受伤会导致阿尔茨海默病吗?从更大的角度来看，风险因素包括遗传、生活方式和年龄，而答案通常只有在不幸的诊断之后才会出现。

然而，我们所经历的身体上的轻视、伤害、错误的选择和虐待的记录在细胞水平上以压力的形式存在。加州大学圣巴巴拉分校的研究人员找到了一种绘制细胞“压力记忆景观”的方法，它可以解释细胞已经经历的压力并预测细胞未来对压力源的反应。

“我们开发了一个平台，可以让我们最终弄清楚所有与压力相关的疾病是如何发生的，”分子生物学家马克斯·威尔逊说，他是《细胞系统》杂志封面上一篇论文的资深作者。除了揭开细胞应激相关疾病发病的神秘面纱之外，了解这一情况还可以采取措施预防或减少这些疾病发生的可能性，并产生更有效的创新疗法。那些杀不死你的东西(通常)会让你变得更强大

当你身体的细胞感受到压力时，它们会做出反应，旨在让事物恢复平衡。这种复杂的信号传导途径称为综合应激反应(ISR)，可以由创伤、接触毒素或病理状况等应激源从细胞内部和外部触发。

威尔逊说：“压力会引发一种反应，如果损害太大，这种反应要么帮助细胞适应，要么杀死它们。” 在压力水平较低且相对不频繁的情况下，反应往往是短暂的。在压力持续存在或可能足够严重的情况下，这些反应可能会导致慢性疾病，如糖尿病、神经退行性疾病或癌症。

ISR 的工作方式中嵌入了细胞压力和对这些压力的反应的记录，研究人员通过产生“虚拟压力”来探索这些压力，即激活 ISR 来产生反应，而不会对细胞造成实际损害。威尔逊说，通过照射平台中的光响应蛋白，研究人员触发了这条古老的、进化上保守的信号通路，所有真核生物(细胞有细胞核的生物体)都有这种信号通路，使它们能够“侵入人类压力信号网络”。

与其他 ISR 诱导剂(例如化学物质和物理刺激)不同，光为观察应激诱导的反应创造了一条清晰的途径。

他解释说：“确定纯粹压力的反应可能很复杂，因为这种反应可能与诱发压力的毒物或创伤造成的损害混为一谈。”

由毒素或物理损伤以及细胞修复过程引起的其他级联故障可能会影响对 ISR 如何决定激活哪些基因以响应其所经历的压力的观察。研究人员的光遗传学方法还可以对虚拟压力的强度、持续时间和频率进行精细控制。根据他们的研究，“适应性和适应不良的压力反应之间的差异通常是由压力输入的剂量和时间的差异来定义的。” 他们发现，过去的压力和压力后的恢复时间的结合构成了细胞的压力记忆。

这种以高度受控的方式操纵综合应激反应的能力，在不同程度上打开了了解与 ISR 相关的各种细胞应激相关条件的窗口。衰老会影响这些反应信号，从而可能引发晚年发生的疾病，包括成人发病的糖尿病或亨廷顿病等神经退行性疾病。癌症也可能是健康信号错误地转化为致癌信号的结果，从而导致肿瘤生长不受控制。在神经退行性疾病中，操纵细胞压力记忆也成为可能，这些疾病是由于无法忘记或记住过去的细胞压力而引起的，例如肌萎缩侧索硬化症和白质消失疾病。