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編輯推薦
1.進入生物學、生理學的微觀世界，專注講解細胞溝通。以別樣的「內觀」方式認識組成人體的基本的解構和功能單位－細胞，進而了解小小細胞對整個人體的意義。
2.透過了解解細胞通信，我們得以緊跟現代醫學治療的動態，例如新的癌症免疫療法。根據不同細胞對話的結果，我們可以選擇用哪些方法來應對自身的健康問題，這些問題包括新陳代謝、焦慮、腸道疾病、食物過敏、各種炎症，等等。
3.書中包括大量關於免疫細胞的內容，對當下生活尤其具有現實意義。
內容簡介
生物的基本組成單位是細胞，但對於細胞對話，我們所知甚少。從這些對話中，我們可以洞悉生命的本質。大腦的中樞控制系統如何發送指令？如何決定我們身體的健康程度？人的思維、感覺和行為如何協調統一？對於這些問題，喬恩‧利夫博士在全書四個部分一一解答。
部分介紹人體細胞，包括T細胞、微血管（纖細的血管）內皮細胞、四處遊走的血液細胞、血小板、腸道細胞、皮膚細胞和癌細胞；選取某些細胞作為重要範例，以便讀者深入了解所有器官如何透過細胞通信來運作。
第二部分介紹大腦，述及神經元、三種支持性腦細胞和兩種保衛大腦的保護性屏障細胞，其中一章專門闡述導致各種慢性疼痛症候群的獨特細胞對話。
第三部分描述微生物通訊世界，包括微生物物種之間，以及微生物與植物、人類之間的溝通。
第四部分介紹細胞內對話，包括細胞器與粒線體、蛋白質工廠等其他細胞區室之間的通訊；也涉及向這些區室發送訊號的分子。終得出的結論著重於這些無所不在的細胞對話的意義。
作者簡介
[美]喬恩·利夫（Jon Lieff）
老年精神醫學專家，美國精神醫學會傑出終身研究員，擁有耶魯大學數學學士學位和哈佛大學醫學院醫學博士學位。在擔任美國老年精神病學協會(AAGP) 主席期間，他協助創辦了老年精神病學領域的核心期刊《美國老年精神病學雜誌》(American Journal of Geriatric Psychiatry)。此外，他擅長為腦損傷患者尋找有針對性的新治療方案，是該領域的先驅人物。
多年來，在臨床工作之餘，利夫博士也熱衷於探索自然界是否存在心智的問題。起初，他的研究主要涉及神經科學，以及精神病學、神經學和醫學病況的相互作用。後來，他擴大研究範圍，在各種動物中尋找智慧現象，進而深入單一細胞、微生物和病毒。同時，他在個人部落格「與醫學博士喬恩·利夫一同探秘思想」（Searching for the Mind with Jon Lieff, MD）上評論神經科學、分子生物學、微生物學、免疫學、癌症和相關領域的研究成果。吸引了大批關注者。
利夫博士也是一位精力充沛的演講者，演講主題涉及神經科學、精神藥理學、腦損傷、老年精神病學等許多領域。
譯者
龔銀
自由譯者。 2010年畢業於湖南農業大學， 2013年畢業於中國科學院生物化學與分子生物學專業，同年在英國倫敦發表學術專著Abiotic Stress in Plants。畢業後，出於對語言的愛好，一直從事翻譯、記者等文字工作。 2015年起，師從郭先林教授，迄今已累計翻譯數百萬字，尤其擅長中譯英，作品以清新自然、簡約流暢見長。
目錄
言/ 001
部分人體
第1 章細胞－彼此之間無話不談
第2 章促使白血球遷移的訊號
第3 章T 細胞—免疫主力
第4 章毛細血管—組織發育的“腦中心”
第5 章血小板——遠不只是“止血栓”
第6 章腸道內的細胞對話
第7 章遍及全身皮膚的訊號傳遞
第8 章癌細胞—終極操縱者
第二部分大腦
第9 章神經元的世界
第10 章星狀細胞的支持性作用
第11 章小膠質細胞—大腦的主要調控者
第12 章生成髓鞘的少突膠質細胞
第13 章大腦的守衛細胞
第14 章疼痛與炎症
第三部分微生物的通訊世界
第15 章微生物的行為與對話
第16 章微生物與人體細胞的戰鬥
第17 章腸道微生物的權術
第18 章微生物對大腦的影響
第19 章病毒的複雜世界
第20 章微生物與植物的相互作用
第21 章微生物與癌症的愛恨糾纏
第22 章微生物與細胞器的對話
第四部分細胞內的對話
第23 章細胞器之間的交流溝通
第24 章線粒體參與的對話
第25 章膜的合成
第26 章支架幹線上的物質運輸
第27 章樹突幹線
第28 章纖毛的重要意義
第29 章會說話的分子？淺談mTOR
結束我們的細胞對話之旅
附錄
致謝
前言
現代生物科學的秘密寓於平凡無奇之中，那就是所有生命活動的發生都是因為細胞之間的對話。當身體遭受感染時，免疫T細胞會告訴大腦細胞，我們應該「覺得不舒服」躺下來。在前往感染目標的漫長旅程中，白血球會在遠距離訊號的指引下踏出每一步。癌細胞會提醒自己的群體注意免疫攻擊和微生物攻擊。腸道細胞會與微生物交流，確定誰是敵人誰是朋友。胸腺中的「導師」細胞會告訴T細胞不要損毀人體組織。
現代醫學科學的門道讓人難以摸清，因為我們大多數人無法讀懂引領神經科學、遺傳學、分子生物學、免疫學和微生物學等領域的前沿技術刊物。有關細胞通訊的內容充斥著分子、訊號、受體、細胞等讓人疑惑不解的名詞，這些行話為細胞通訊披上了神秘的面紗。
領會對話
《細胞的秘密語言》(The Secret Language of Cells) 一書撥開了這一神秘面紗，讓大家能夠看清楚醫學研究，甚至生命本身。這本書用簡單易懂的文字介紹了多種細胞語言，直觀地描繪了這些語言的具體運用。本書的各個章節重點介紹了人體細胞、腦細胞、微生物細胞，以及細胞內部各區室之間的溝通。透過描述各個細胞的生活方式，本書能夠帶大家讀懂先進的生物學。
無論您是否懂醫學術語，本書都將能夠從廣度和深度上為您闡明細胞通信這一普遍現象。也許像我一樣，您會在初探細胞信號傳遞時感到不可思議，並為其如何影響地球上的每一個生物而驚嘆不已。
研究的結論令人瞠目結舌：人體乃至所有動植物和微生物群體內的各個生命活動過程均基於細胞之間的對話和集體決策。各種各樣的細胞組成了免疫系統、血管、腸道和皮膚屏障、腦組織及微生物，了解這些細胞如何做出決策，我們便會明白細胞通訊對健康與疾病起著何種決定性的作用。
其實，在了解細胞溝通的基礎上，我們也能夠緊跟著現代醫學治療的動態，例如新的癌症免疫療法。實驗性治療採用微生物和免疫細胞對抗多種癌症，利用的便是上述細胞之間的常規對話。腸道內微生物之間會進行細緻入微的討論，這將決定它們會以何種方式來影響與新陳代謝、體重減輕、焦慮、腸道疾病、食物過敏和大腦疾病相關的治療。根據免疫細胞與腦細胞之間的對話結果，我們便可以確定使用哪些方法來應對壓力、發炎、憂鬱、焦慮、創傷、大腦疾病和微生物侵襲。
相同的語言，不同的方法
本書在各章節中闡述了各種各樣的細胞均可同時運用多種訊號交流。以下各項均用於傳遞訊號：
• 分泌的化學物質
• 細胞所放出的攜帶有遺傳指令的囊泡
• 電流
• 電磁波
• 細胞的物理接觸
• 細胞之間的生物奈米管
不可思議的是，整個自然界中的各種細胞，無論是人、動植物的細胞，或是微生物的細胞，都運用相同的語言來溝通。
大家可能知道，神經元會在大腦迴路中運用一種訊號。神經元沿著軸突產生電流，觸發神經傳導物質分子釋放，而這也就是對其他神經元發出的訊號。實際上，神經元在溝通時同時運用了我們先前提到的多種語言技巧，與它們溝通的物件不僅僅是其他神經元，還包括另外三種支持性腦細胞、多種免疫細胞以及其他所有人體組織的細胞。拿慢性疼痛症候群來說，神經元會透過各種複雜的連結來交流，這有時還會一次涉及十種不同的細胞類型。近期，我們又發現了神經元的一個小花招，它們會透過從軸突延伸到組織內部的側面通道向局部免疫細胞發送訊息，而不是像平常一樣與迴路中的下一個神經元建立連接。
此外，神經元也會運用腦波交流。各個神經元群會一起振動，將特定頻率的電磁振盪作為訊息傳送到其他大腦區域。對於兩個主要大腦記憶中心之間的訊息，一種頻率提供記憶相關的空間訊息，另一種頻率則提供時間相關的資訊。
細胞訊號傳遞的學問向我們證明了，免疫系統和大腦無法真正獨立開來。二者皆可感知壓力、社交隔離、創傷和感染，也會時常與彼此交流這一切訊息。大腦建立在既動態又非常固定的電路結構上。這種「有線」大腦會將訊號迅速傳送到全身的各個特定位置。另一方面，免疫細胞會在整個組織和血液系統中自由穿行，不斷地向彼此，以及向大腦細胞和身體器官傳遞訊號。我們可以說這又是一種「無線」大腦，它能夠透過血液和組織將訊號傳送到其他難以到達的位置。
透過閱讀本書，您將了解「有線」和「無線」大腦如何透過細緻入微的對話來持續協同工作。對於這種動態免疫細胞與靜態神經之間的交流，本書將予以詳述，從而闡明針灸產生的廣泛影響。
另外，當起主要免疫調節作用的T細胞進入浸沒大腦的液體環境時，我們可以窺見大腦與免疫系統協同工作的另一種情況。在此有利環境條件下，T細胞會向腦細胞發送訊號，說明是否有感染的情況。這些免疫T細胞發出的訊號通常會激發大腦形成一般認知。當感染發生時，T細胞會改變訊號，觸發身體產生一種“不適感”，這是我們所有人在生病時都會有的感受。同時，T 細胞會告訴大腦，要放慢節奏並注意休息，這樣身體才會康復。
了解健康和疾病的基礎
本書的難能可貴之處在於匯集並整理了各種來源的豐富資訊。由於根據科學期刊的發現進行編撰，本書能夠以現代化的視角展現生物學這一時代的寵兒。隨著醫學科學變得越來越複雜，許多人發現要花比以往更大的力氣才能了解什麼有助於保持健康，而又是什麼引起了疾病。
在《細胞的秘密語言》中，作者在每一章都提供了深刻的見解，以便我們了解免疫、癌症，以及大腦、腸道和皮膚生理學等重要的新領域。但凡關注微生物，想了解身體和大腦，以及免疫、血液、腸道細胞的運作機制，或是癌症的運作機制，本書都會是書目之一。
透過追尋每種主要細胞類型背後的故事，我們將能夠掌握這些細胞之間對話的手資料。為器官劃界的細胞看似無趣，但其實不然。舉例來說，腸道內皮細胞之間會進行周密的對話，進而做出眾多至關重要的決策。不僅腸道中的大量微生物會與這些屏障細胞交流，免疫細胞和局部神經元也不例外。從整個蜿蜒綿長的腸道來看，這些細胞之間的對話決定了哪些特定微生物可以在腸道內居住、生活，並以「居民」的身份為我們提供多方面的幫助。
同樣，皮膚、肺、血管和腦液中的內皮細胞也會與身體其他部位的細胞對話。在大腦中，「門衛」細胞會決定哪些特定細胞可以進入大腦，又需要哪些細胞來治癒腦部外傷和感染。令人驚訝的是，毛細血管內皮細胞不僅是纖細血管的支柱，也是指導每個器官透過生成細胞來建立組織的主力。對於各個器官中可生成所有其他細胞的特殊細胞，我們稱之為幹細胞，它們與毛細血管緊密相鄰。毛細血管細胞和幹細胞都會與彼此反覆討論，如何在必要時為組織提供新細胞。
日常對話與智能之謎
本書介紹了多種細胞對話。細胞會談論生活的各個方面：它們應該在器官中處於何處，正常的日常活動如何安排，自己應該要長多大，如何共同對抗微生物，如何重建、治愈組織，以及如何透過合作來為日活動提供必要的助力。這些細胞對話決定了發炎的類型，食物的消化方式以及慢性疼痛的情況。不誇張地說，生理學的各個面向都取決於細胞群間來回往復的訊號傳遞。一般來說，這樣的討論族群很大，會同時聚集血球、組織內皮細胞、免疫細胞、腦細胞，等等。此外，微生物和癌細胞也會參與其中。
進一步來說，這些討論對話也會在細胞內各區室之間進行。 「區室」指的是細胞器，它們是細胞的細微組成部分，就像器官是人體的小部件一樣。粒線體、細胞核等細胞器會向彼此發送訊號。另外，一些複雜的分子也會發送訊號，目的是收集數據、做出決策並重複與細胞器進行訊號傳遞。要觀察到細胞器和分子在細胞內部傳遞的訊號，對於科學家來說難度較大，因而直到如今才發現這類對話的存在。
細胞對話是否「智能」？這應該是個無解的問題，因為怕沒人能夠真正定義何謂自然界中的智慧。的確，細胞的生活方式很複雜，但又妙趣橫生。透過與彼此反覆討論，細胞能夠提出問題並獲得解答，在給予回饋的同時收集訊息，「呼朋喚友」地在身體中穿行並根據所獲資訊做出決策。訊號刺激會產生非常具體的動作，而且會隨著情況的轉變而有所改變。本書文末章節將討論普遍存在的細胞通訊對闡明自然界中的智慧有何意義。
部落格與感悟
我逐漸體認到，細胞訊號傳遞的確在自然界中佔據核心地位。身為神經精神科醫生，我從業40年來目睹了許多醫療與精神事件的相互作用，即疾病對大腦的影響以及思想對身體的作用。經過廣泛研究後的結論很明顯：沒人能說明白思想為何，又存在於大腦何處。由此引出了一個問題：思想（或智能）可能存在於自然界中的哪？
八年前，我開始透過我的網站（Searching for the Mind with Jon Lieff, MD，「與醫學博士喬恩·利夫一同探秘思想」）探究自然界中的思想。對我來說，要隨時了解科學研究資訊並在時間收到讀者回饋，每週在網站上發表詳細的部落格文章是再好不過的方式。透過運用Facebook 頁面（Searching for the Mind「探密思想」）和Twitter 帳號（@jonlieffmd），我和許多讀者的日常互動變得越來越多。包括科學家在內的一大群人開始和我一起搜尋自然界中可能存在的智慧。
多篇部落格文章支持的觀點是，人腦具備非凡的功能。因此，《科學美國人》(Scientific American) 雜誌請我撰寫兩篇客座博文，內容涉及「有線大腦」與「無線大腦」之間的緊密聯繫，以及成年大腦中新細胞的產生。相較之下，其他部落格文章則主要介紹其他動物的大腦（甚至是小的腦）有何神奇的能力。例如，蜜蜂可以像轉萬花筒一樣保留8 公里的飛行記憶，它們不僅會運用抽象概念和象徵性語言，還能夠以智慧方式自行採藥治療。另一件讓我倍感榮幸的事是，動物科學家馬克·貝科夫（Marc Bekoff ）曾請我在他為《今日心理學》（Psychology Today）雜誌開設的博客上發表客座博文。文中，我討論了一些在鳥類、蜥蜴和蜜蜂中發現的獨特智能現象。這些動物的大腦與人腦截然不同。
在所有這些不同動物的大腦中，細胞之間進行重要對話的類型相同，模式卻各異。無獨有偶，研究發現，植物與微生物討論固氮因子時的細胞對話也有類似的表現。在全新的細胞通訊學領域的植物研究中，有一項堪稱有趣的發現：森林中幾乎所有的喬木和灌木都能夠透過真菌細胞與彼此建立聯繫，其中那些微觀的細長真菌菌絲就起到了「電話線」作用。透過利用這種真菌菌絲網，樹木和其他植物便可以向彼此發送營養和防禦訊號。
不過，我覺得微生物之間的交流與眾不同。單細胞微生物與單細胞生物溝通時會展現出非比尋常的能力，就好像是受到大腦控制一樣。從某種程度上說，這些微生物能夠根據多種同時輸入的資訊來做出決策。它們會與彼此進行細緻入微的溝通，而且細胞體積比人體細胞大得多，結構也更為複雜，這就更令人驚奇了。
我寫過一篇綜述來總結尖端科研雜誌的研究進展，驚訝地發現，細胞通信竟是當代所有醫學科學及生命本身的基礎。但凡我們目之所及之處，細胞都在互相交談—血細胞、免疫細胞、腸細胞、大腦細胞、植物細胞和所有微生物，甚至是被一些科學家認為並非生物的病毒也不例
外。我越來越清楚地體認到，細胞之間的訊號傳遞才是生物學的作用機制。
我發現，目前還沒有書籍或期刊文章來綜合性地闡述細胞之間的對話。於是，我當即決定論述細胞對話這一主題並提出有說服力的證據，由此寫下了《細胞的秘密語言》。這本書囊括了我這八年來對各種科學文獻的深入分析，同時採用簡單易懂的語言呈現給廣大科普讀者。
隨著科學的進步，我們將獲得更豐富、更詳細的訊息，進而更好地觀察自然界，尋找其中更微觀的生命活動。不久前，我們已經能夠觀察到細胞之間的特定對話。在那之後，我們甚至首次發現了病毒之間發送的批次交流訊號。
細胞觀點
《細胞的秘密語言》分為四個部分，每個部分自成一體。不過，通讀所有章節有助於更深入地了解所有細胞之間的相互關係，以及生理學在健康和疾病中的作用機制。
部分介紹人體細胞，包括T 細胞、微血管（纖細的血管）內皮細胞、四處遊走的血球、血小板、腸道細胞、皮膚細胞和癌細胞。儘管每種器官都有其獨特的魅力，但我們僅在部分中選取了某些細胞作為重要範例，以便讀者深入了解所有器官如何透過細胞通訊來運作。
第二部分介紹大腦，述及神經元、三種支持性腦細胞和兩種保護大腦的保護性屏障細胞，其中有一章專門闡述導致各種慢性疼痛症候群的獨特細胞對話。
第三部分描述微生物通訊世界，包括微生物物種之間以及微生物與植物、人類之間的溝通。
第四部分介紹細胞內對話，包括細胞器與粒線體、蛋白質工廠等其他細胞區室之間的通訊。另外，第四部分內容也涉及向這些區室發送訊號的分子。終得出的結論著重於這些無所不在的細胞對話的意義。
媒體評論
1.為拓展知識邊界買的。對細胞的所有認知大概就是中學課本裡的細胞質、細胞核之類的了，原來小小的細胞之間也可以對話，生命的秘密真是無窮無盡。
2.作者用擬人化的手法，展現了神奇的細胞世界。平常我們看不到細胞的動作，也聽不到細胞的對話，但作者把這些都呈現給我們看。他的描述幾乎是可視的，很細膩，也很生動。
3.我的生物學程度僅限於高中會考，但我能夠理解書中的大部分內容
。 4.對個人健康或生物學有興趣的人不妨讀《細胞的秘密語言》。書中有很多和個人健康相關的內容，而以前我很難想到這麼微觀的程度。免疫系統的問題、慢性疼痛，大腦相關病症…都可以從細胞的角度去認識。
5.本書突顯了細胞溝通在人體生理學方面的重要性，以及微生物對人類健康和疾病的影響。我比較感興趣的是關於T細胞的部分。
6.不知道是作者本身寫的明白，還是譯者下了工夫，相對小眾的內容讀起來也很順暢。自然界中的智慧都存在於哪些生命體之上？我現在對這個問題也很有興趣。
7.本書提供了人類細胞如何溝通、運作並終死亡的見解。這兩年大家都能親身體會的現實，讓我們不得不關注圍觀的生物世界，例如人體的細胞，例如微生物。本身是很好的入門書。
8.主題很吸引人，但我讀得有點慢，一邊讀一邊上網找相關資料。書中用不小的篇幅討論和癌症相關的內容，正是我需要的。
9.這本書對我來說讀起來不是很容易，但我確實想更深入的了解人體。 「隨著細胞通訊科學的發展，我們不僅能從全新角度來認識健康和疾病，還能更好地理解進化和意識。」我認為這本書確實有這方面的科普意義。
10.書中涉及的一些細胞過程還蠻複雜的，但是作者講得很清楚，也算生動，值得一讀。
線上試讀
第1章
細胞－彼此之間無話不談
CHAPTER 1
CELLS—THEY TALK ABOUT EVERYTHING!
細胞通訊本質上來看很複雜，其間會有不計其數的訊號同時向各個方向傳播。在數十億個細胞中，某個細胞可以迅速做出複雜的決定並發出訊號，指引許多其他細胞完成各自的工作，讓我們的身體以各種神奇的方式運作。
對於特定類型的細胞（如血球、腸道細胞、皮膚細胞、癌細胞、大腦細胞、微生物細胞）如何運用訊號來發揮自身獨特的生理功能，我們暫且不做深究。在本章中，我們主要探討幾乎所有細胞對話都會涉及的四大議題，這也是曾經讓科研發燒友們百思不得其解的問題。透過進行上述細胞對話，每個細胞能夠明確指出自身要在大小、壽命上達到什麼要求，知曉每天的日程安排和各自的位置，從而與全身各組織中的其他細胞相互合作。
顯然，個體細胞都能夠透過多種重要的機制來運用本章所述訊息，但這些機制的研究才剛起步，需要探究的內容還很多。雖說我們已經能夠運用高級影像學技術來觀察較以往更微觀的細胞細節，但要找到充當細胞和組織內部信號的單一微小分子仍然極具挑戰性。由後續各章節可知，對於這本書所介紹的大部分細胞，我們將能夠獲得更多詳細的資訊。
明確適當的細胞大小
不同的細胞有不同的形狀和大小，但特定類型的細胞往往在大小上變化不大。舉例來說，至少有一千種不同類型的神經元有著特定的大小和形狀，以便適應特定的神經迴路。就其他器官而言，細胞具有特定大小的原因則不甚明顯。
細胞大小受諸多因素影響，如環境調控、其他細胞的訊號等。食物顆粒或普通代謝週期中的分子發出的訊號也會使細胞大小改變。在新的環境中，細胞還會變大。舉例來說，在懷孕期間，胰臟細胞會變大，以便生成更多的胰島素。不過，當這些細胞因糖尿病的影響而死亡時，其大小會保持不變，而數量則會減少。
妊娠期間，肝細胞也會增大。當脂肪細胞增大時，它們會發出細胞外基質變化的訊號。當免疫細胞激素訊號觸發淋巴細胞和小膠質細胞執行不同功能時，這些細胞的大小就會改變（有關淋巴細胞、小膠質細胞和細胞因子的訊號，下文各章節將一一說明）。
同樣，器官也會運用多種技巧來使細胞保持特定的大小，但具體技巧尚未確知。即便是在不同環境因素的作用下，器官也知道新細胞應該是什麼大小。由幹細胞生成的細胞，其大小並非等同於幹細胞本身，而可能是幹細胞的十倍大。一個人的體形之所以比另一個人大，原因在於細胞數量而非平均細胞大小。即便是在快速生長期間，器官也能使細胞大小保持特定。彼此相鄰的兩種胰臟細胞會保持不同的大小；骨骼生長時，骨骼細胞的大小會增加十倍。
就單一細胞而言，其大小取決於新細胞在多階段繁殖週期中各個時
期的活性。生細胞時，只有特定大小的細胞能夠進入繁殖週期的下一個階段。舉例來說，細胞會在繁殖週期中的不同時期衡量蛋白的生成。在此基礎上，蛋白生成量會成為訊號，告訴體形偏小的細胞必須在某一階段停留更長的時間，以便在大小上趕上「大部隊」。例如，在DNA 複製階段和DNA 雙股分離階段之間的時期，通常會發生這種細胞體積上的增加。
另外，器官還可以將分泌的訊號分子由一個細胞送到另一個細胞，以改變細胞大小。這些訊號分子能夠活化接受訊號的細胞上的受體，進而告知細胞內的細胞核需要調整細胞大小。此類訊號分子包括免疫細胞因子和生長因子（通常是蛋白質或荷爾蒙），它們能夠觸發細胞分裂，進而
生成體形較小的新細胞。有些訊號分子會促進細胞生長，而有些則會產生抑製作用。上述因素在不同的器官中會產生不同的作用，但具體情況仍有待研究。
細胞影響自身的衰老過程
細胞也可以直接影響其自身的衰老過程。細胞老化包含多個不同的步驟，其間細胞會持續做出選擇。它們可以出於各種目的，主動選擇不同的老化速度。舉例來說，在癒合傷口的過程中，特定細胞會快速老化並死亡，以免形成嚴重的身體瘢痕。在胚胎發育以及成人器官再生的過程中，細胞會考慮到特定結構（器官等）正處於發育階段而選擇快速完成老化過程，以免造成細胞數量過多。另外，細胞還會事先做好規劃，妥善清理死細胞殘骸。
細胞會利用不同的遺傳路徑來改變其老化過程，包括調整自身的繁殖方式。細胞會透過縮短DNA 分子末端的附屬體（又稱「端粒」）來加快老化的速度。但癌細胞正好相反，它們會擴大附屬體，實現自身不成比例的生長。
細胞也會產生一種能夠讓附屬體變長或變短的酶，而且新的研究發現了能夠打開和關閉這種酶的「開關」。這個「開關」可由多個內部訊號通路觸發。這些路徑都與受損DNA 的修復有關，能夠防止在與細胞壓力相關的各種代謝過程中產生破壞性的氧基分子。
細胞老化的其他主要影響因素還包括一些與預先計劃好的細胞自殺（細胞程序性死亡）相關的信號通路，這些通路位於粒線體中，而粒線體是提供能量和其他重要功能的細胞亞區室。在維持細胞生存對身體有害的各種情況下，細胞會啟動程序性死亡通路，例如一個被過多病毒感染的細胞有傳播風險的情況。
透過利用內部訊號，癌細胞能夠避開粒線體代謝路徑發送的刺激細胞自殺的觸發訊號，從而延長自身的壽命。在慢性壓力條件下，我們會看到截然相反的情況：細胞會利用其他由粒線體觸發的代謝路徑來實施自我破壞。此外，免疫訊號也可以改變正常的細胞自殺機制。
細胞老化分為兩種類型，分別為急性老化和慢性老化。在傷口癒合期間和胚胎發育過程中，急性老化會受到高度調控，以便在細胞完成任務後清除。其間產生的訊號會刺激一部分組織的特定細胞群迅速走向死亡，而非促使整個器官老化。這些訊號可以觸發程序性細胞自殺通路，成為目標的細胞會迅速老化並死亡。如此一來，便可避免肝臟等器官的修復過程中出現過度結疤等問題。
慢性老化隨時間的推移而發生，伴隨著細胞的逐漸「凋零」。這種衰老是隨機的，一般認為是“自然的”細胞衰老。以神經元為例，如果它們不分裂且可以存活百年之久，那麼就會逐漸累積隨機的DNA 損傷，終受到免疫細胞激素訊號和發炎的傷害。細胞老化會使整個組織的功能退化，進而逐步走向老化。緊接著，如果細胞停止繁殖，整個機體就會老化並帶來各種各樣的問題。老化的細胞會破壞幹細胞生態位，並損毀細胞外基質。細胞故障便導致結構受損；老化的細胞不僅會刺激破壞性發炎的產生，還會發出相應訊號，引發其他細胞開始老化。不過，細胞分裂訊號可以暫時阻斷上述老化過程。但終的結果不變，多種壓力因子還是會讓情況惡化。
細胞有自己的時間觀念
每個細胞都有自己的時鐘，又稱為生理時鐘，每個組織也都有自己專屬的一套內在時鐘。大腦中央時鐘發出的訊號會與細胞和組織的時鐘一同協調各種生理功能，例如新陳代謝、免疫反應，等等。
大腦中央時鐘會隨著晝夜交替、身體活動、飲食週期的變化來調整節奏，而單一細胞也會配合大腦的節奏。單一細胞的遺傳迴路會產生與身體其他節律同步的振盪。大腦將根據這些訊號來協調和規劃與環境相關的特定活動。從大腦中央時鐘發送給所有細胞時鐘的訊號預示著整個機體的主要活動，例如進食、睡覺等。
二十億年前，在充沛的太陽光刺激下，細菌進化出了單細胞時鐘。太陽光除了能夠使細菌透過光合作用將其轉化為能量，太陽光射線也會破壞細菌的DNA。同時，細胞DNA 修復大多發生在陽光明亮的情況下。憑藉細胞時鐘，微生物能夠事先規劃好必要的資源，以便在陽光明亮時進行DNA修復。
細胞時鐘機制和訊號都比較複雜，是尚未研究透徹的問題。近期研究發現，腸道有一種機制，能夠協調兩個細胞的週期。生活在腸道細胞附近的有益微生物會以一種定時模式運動，即先向左1微米，再向右1微米，然後回退1微米的模式。透過利用來自各個位置的往返訊號，微生物能夠與其附近的腸壁細胞保持節奏同步。
單一細胞之所以具備時鐘機制，根本原因是相互作用的基因搭建了定時回饋迴路。時鐘基因是人體內部計時系統的元件，既受RNA分子和蛋白質分子的刺激，也受其抑制。一個基因觸發後會產生蛋白或RNA，接著觸發迴路中的第二個基因。第二個基因的產物會刺激第三個基因，以此類推。整個過程會形成一個持續24小時的循環。
就本書而言，分子標記是貫穿全書的重點訊號傳遞裝置。與蛋白質相連的標記可用於保護DNA，也是細胞時鐘迴路的組成部分。分子標記可以啟動或關閉特定基因，從而產生與時鐘功能相關的RNA和蛋白質。雖然所有細胞都具備相同的基礎遺傳時鐘機制，但每個細胞和器官所特有的各種RNA和蛋白質才是產生多樣化時鐘功能的訊號分子。在所有RNA中，有至少10%與時鐘機制的標記和訊號有關，而多個層面的遺傳調控又會影響時鐘機制的運作週期。舉例來說，近期研究發現了一種新的調控形式，能夠改變細胞核中DNA 分子的三維結構。隨著DNA分子結構的變化，特定基因之間的物理接近程度也會改變。讓某些基因彼此靠近有助於同步各項時鐘功能。
時鐘節奏會受到多種因素的影響。源自代謝週期的訊號會改變特定的RNA和蛋白，進而影響時鐘基因。某些器官中的各種化學物質也會以不同的方式影響時鐘。溫度和其他環境條件等整體作用因素，會從各方面來改變基因功能。在這些針對個體細胞的複雜時鐘訊號中，許多訊號有待深入研究。
如果組織無法與中央大腦時鐘機制保持同步，疾病就會隨之到來。由此，我們看到了一個需要解決的問題：如今，全天候連軸轉的文化模式正在無視我們在長遠進化歷程中對應日照變化建立的活動節奏。在人體時鐘功能方面，還有多種其他影響因素尚未確知。舉例來說，我們還不了解肝臟和胰臟的時鐘週期，二者的作息可以說與人體時鐘背道而馳；我們也不知道癌細胞如何透過應對特定的時間節奏來促進自身生長。
書摘插畫
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