在风靡一时的科普日漫《工作细胞》中，血小板被设计为呆萌幼小的萝莉形象，它们在血管受到损伤时成群登场，集合在一起封闭伤口，达到止血的效果。但实际上，这只是人们对血小板的最初认识。血小板，作为一种连细胞核都没有“低等细胞”，和神经元这样的“高级细胞”一样，都运用相同的语言参与着细胞间的对话和集体决策。
本文经授权摘选自《细胞的秘密语言》（北京联合出版公司 2022 年 9 月版）。
科学家惊讶地发现，没有细胞核，甚至都算不上是细胞的低等血小板也会与诸多其他细胞进行细致精巧的交流。在有近来的新发现之前，大家一直认为血小板只是大细胞的组成部分，唯一的作用就是结块止血，偶尔还会因结块位置出错而堵塞动脉。由于不慎在心脏、脑血管中形成结块，血小板会导致心脏病发作和卒中。
在发现血小板与免疫细胞、血管细胞和组织细胞的对话之前，我们甚至很难想象血小板可以像细胞一样发挥自己的功能。血小板如何产生信号和受体？如何在没有细胞核和 DNA 的情况下随机应变？
答案是，血小板早在脱离母细胞“巨核细胞”这一大骨髓细胞之前就已获得傍身之计。这些母细胞会为血小板提供由自身 DNA 编码的全套信使 RNA 分子，以及“核糖体”这种蛋白生产机器。有了这一切支持，血小板便可以自行编制完整的信号和受体信息。
与大多数免疫细胞在最初应对外敌和伤害时进行的细胞对话一样，血小板开展的交流也很重要且丰富多样。血小板信号在抵御微生物时起着关键性的作用，而且往往是领着第一批细胞与体内微生物交锋。凭借遍布全身的数量优势，血小板能够迅速找到微生物并发消息给免疫细胞，刺激它们启动防御机制。在召唤白细胞的同时，血小板会积极加入免疫细胞的行列，与它们一同抗击感染。血小板会充当 T 细胞的助手，帮它们引导 B 细胞生成更优质的抗体。
除了发信号给免疫细胞来抵御外敌并自行对抗微生物，血小板还要解决另一个血流动力学方面的难题，那就是“止血”，这可不像想象的那么简单。在止血的过程中，血小板还必须同时应对各种组织对血流量的确切需求。血流量过多或过少都会损害组织。如果凝血过度，血块会遍及整个血液系统，进而同时破坏多个身体区域。如果凝血不足，组织会失血而亡。
作为损伤的头号响应者，血小板必须在即刻止血、维持适当血流量的同时，抗击微生物。组织受损时，微生物会通过创伤或异物等途径进入组织。组织和血管受损会触发多级凝血因子，进而引导血小板通过改变形状来形成血块。血小板也会发信号吸引免疫细胞，让它们前来修复组织并辅助细胞外可结痂的支架分子成形。可以说，血小板同时参与了上述所有活动。
血小板、红细胞与纤维蛋白一同形成血栓 (电子显微镜照片，戴维・M.菲利普斯 / 科学图片库)
近观血小板
只有哺乳动物才有血小板，其他生物会运用不同的血细胞来完成相同的工作。如前所述，血小板由骨髓中的巨核细胞生成。响应肝脏和肾脏发出的信号时，巨核细胞的体积会扩大到原来的 20 倍，而后即刻产生成千上万个血小板。这些血小板可以存活一周左右。血小板的母细胞会从骨髓出发，到达脾脏后储存起来以备不时之需。这些细胞会在神经元信号的刺激下释放出来。细胞间广泛的对话使血小板的供给恰逢所需，但又不至于供大于求。
血小板之所以能够迅速改变自身的形状，是因为它们处于皱缩状态，有大量额外的细胞膜卷缩成皱褶。其他细胞会向血小板发消息，告诉它们何时改变形状。血小板内部的支架分子会回应这些消息，长出很多只长长的“手臂”，从血小板躯体上伸展开来。血小板“变形记”分三个阶段：长出新的“手臂”，身体舒展开来，中心位置增厚；此时血小板膜结构正下方的“发电机”可迅速扩大膜表面积，而无须自身延展或添加新材料。之后，血小板的手臂会附着在血管破裂处。接着，多个血小板“手挽着手”，一同形成栓塞结构。
血小板会产生信息和攻击性分子，再通过包含化学物质的囊泡发送。不过仅在身体由圆形长出“手臂”时，血小板才会使用囊泡来发送消息。囊泡会携带三种信号分子，每种信号分子的作用各不相同：其一用于调节血流量；其二用于附着并杀死微生物；其三用于重塑血块，以便修复受损器官。要杀死微生物，血小板的手臂必须先抓住微生物，然后对其注射囊泡。血小板的受体众多，能够感知每一种微生物，而且血小板还能提供杀死每种微生物的特定毒性化合物。
全面进击微生物
血小板可以感知伤害的种类和确切位置，并迅速抵达那里。由于在数量上远超其他血细胞，血小板是最初在症结点解决问题时占比最大的参与者，同时它们也在等着更强大的 T 细胞和中性粒细胞赶来支援。发现微生物后，血小板会改变形状并释放攻击性分子。
为了抗击微生物，血小板会运用各种技术手段。遇上难对付的细菌种属时，血小板会释放各种各样的囊泡，一些囊泡含磷酸盐能量颗粒，另一些则含有可利用这些能量颗粒来攻击微生物的蛋白质。而细菌会利用自身的信号来应对攻击，这些信号会阻止血小板分泌并分解血小板蛋白。接着，血小板又会分泌一些酶来分解细菌的攻击性蛋白。这场交锋战将以多种形式持续进行。有关细菌应战的更多信息，详见本书讲述微生物的第三部分。
血小板用来对抗微生物的分泌物能够一次性发挥多种功能。近期研究发现，已知能够启动凝血过程的一种酶还会将血小板产物剪切成多个片段，每个片段均以特定微生物种属为攻击目标。另一种由血小板产生的多功能分子会随着微生物的变化而形成不同的片段和模块，这些独特的分子结构区域会向其他细胞发出求助信号，以便杀灭各种类型的微生物。当血小板直接攻击微生物时，发出的信号会调动更强的攻击。
在抗击微生物的过程中，血小板还会运用特殊的受体。内部受体能够感知其后剩余攻击性分子的数量。必要时，信号会从内部发出，调动信使 RNA 和核糖体生成更多攻击性分子，且其生成量有时还会达到原来的 100 倍。通过利用受体，血小板还可以分析细胞上伸出的特定脂肪分子，从而区分人体细胞膜和微生物细胞膜。在此基础上，血小板能够做到只攻击微生物，而不攻击人体细胞。
大量的血小板攻击性分子能够有效对抗各种微生物，包括细菌、真菌、原生动物和诸多病毒。近期研究证明，血小板是对抗 HIV（人类免疫缺陷病毒）的第一道关键防线。血小板因子还被证明可限制链球菌性心脏感染。一种特异性血小板分子可进入由微生物占据的红细胞，进而攻击引起疟疾的寄生虫，而且体内的血小板越多，抗击疟疾的成功概率越大。另外，血小板还能够有效对抗多种真菌。而为了攻击蠕虫，血小板会产生过氧化氢和其他攻击性分子。虽说血小板不能把微生物“吃掉”，却可以阻拦微生物的去路，等体形较大的巨噬细胞来吞噬它们。
辅助性免疫细胞
血小板最重要的功能很可能是充当辅助性免疫细胞。它们会查看免疫清除细胞的表面，以确认哪些细胞已受到感染，无法再与微生物作战。随后发信号传达自己的核查结果，召集强兵作战。血小板会刺激与微生物结合的受体，以此帮助白细胞更轻松地吞噬微生物。
血小板具有多种免疫信号受体，这使它们在体内各处游走，以便响应极远处的求助信号。到达目标位置之后，血小板会即刻利用大量受体和信号来应对各种类型的细胞损伤。一些血小板信号会使白细胞迅速做出反应，而通过运用诸多功能最强的免疫信号，血小板还可以引发炎症。在评估当前形势之后，血小板视情况变化来发送一系列的消息。但由于具体过程较为复杂，信号有时会出错，进而导致凝血位置出错。
血小板能够增强白细胞吞噬微生物的能力。如果确定有必要采取某种策略，血小板会发出信号，通知特定类型的清除性白细胞前往与外敌激烈交战的位置。接着，负责吞噬残骸的清除细胞会生成各种酶，将血小板分泌的分子剪切成小片段。这种攻击必须在血小板信号和清除细胞酶的共同作用下才能起效。微生物会用自身的酶来反击，试图破坏血小板的攻击性分子。不过，这些酶也会不慎制造出更小的血小板分子片段，伤及微生物自身。
中性粒细胞会为微生物布下陷阱，我们称之为“猎网”。这些猎网由 DNA 分子和蛋白质构成。血小板会参与整个布网过程，将自身与猎网和白细胞一同构建形成纤维集合体。这种复合结构能够募集并激活更多免疫细胞。在此基础上，血小板纤维可以更广泛地附着微生物分子，以便将其杀灭。猎网是一种关键攻击机制，可在杀死多种细菌的同时不损害人体组织。
血小板的辅助作用还体现在其他各个方面。为了妥善解决问题，强大的 T 细胞需要其他细胞来呈递细胞损伤处的微生物片段或微粒。血小板本身不负责向 T 细胞呈递物质，但它们会参与其中并提升呈递过程的特异性。为此，血小板会与微生物建立联系，将其迅速结合到呈递细胞上。
而在受到病毒入侵等情况下，血小板还会直接向 T 细胞发送多个激活信号。与此同时，血小板发送的信号还会提醒 T 细胞攻击其他受感染的细胞。血小板会视情况发送信号，召唤所需的特定类型的 T 细胞。这些血小板信号对于 T 细胞与 B 细胞之间的关键通信也很重要，有助于生成最佳抗体。
血小板与癌症
癌细胞与血小板的关系独特。如我们将在第 8 章所看到的，癌细胞需要获得局部组织细胞、免疫细胞和血管内皮细胞的支持。近期研究发现，在癌症发生时，血小板也帮了忙。血小板可以利用凝血常用纤维来包被癌细胞，使其免受免疫清除细胞和杀伤性免疫细胞的攻击。
血小板能够辅助构建转移性癌症群落的结构，而且群落形成部位的血小板越多，疾病预后情况就越差。在解决此类血小板积聚问题上，新兴治疗手段能够起到一定作用。此外，另一种血小板信号会触发癌细胞从几乎不移动的被动型细胞转变为会移动的攻击性细胞，致使恶性肿瘤生长。在无血小板信号的情况下，入侵的癌细胞可能会回到更被动的状态，癌细胞的扩散也会随之停止。
血小板形成的凝血块可促进癌症发展，而癌症信号本身又可以使这些凝血块转变为特定的类型，比如小凝血块、广泛存在的危险性凝血块、有损于肺部的栓塞，等等。借助血小板与组织细胞的对话，游走的癌细胞群能够到达远端组织，开始形成新的群落。尽管人体内的每个组织各不相同，血小板却能够运用对每种组织来说非常独特的信号。
此外，癌症与血小板之间还会以其他方式来相互作用。癌细胞信号会刺激血小板与附近组织细胞的对话，而鉴于血小板与这些局部细胞之间的既存关系，这将为癌症发展赢得更大的支持。另一方面，血小板信号还会促使血管渗漏，让癌细胞能够更轻松地进出血管。
血小板这种没有细胞核的细胞居然能做这么多工作，真是让人难以想象！
作者简介
[美] 乔恩・利夫（Jon Lieff），老年精神病学专家，美国精神病学协会杰出终身研究员，耶鲁大学数学学士，哈佛大学医学院医学博士。在担任美国老年精神病学协会 (AAGP) 主席期间，他协助创办了老年精神病学领域的核心期刊《美国老年精神病学杂志》(American Journal of Geriatric Psychiatry)。他擅长为脑损伤患者寻找有针对性的新治疗方案，是该领域的先驱人物。
R&M