在一項(xiàng)新研究中，哥本哈根大學(xué)的研究人員表明，某種類(lèi)型的未成熟干細(xì)胞(也稱(chēng)為祖細(xì)胞)的發(fā)育取決于特殊蛋白質(zhì)的數(shù)量以及與體內(nèi)其他細(xì)胞的相互作用。這項(xiàng)新研究剛剛發(fā)表在科學(xué)雜志“ 發(fā)育細(xì)胞”上。

許多疾病是由某些類(lèi)型細(xì)胞的損失引起的，例如糖尿病中產(chǎn)生胰島素的β細(xì)胞或細(xì)胞功能障礙，如癌癥。干細(xì)胞研究人員多年來(lái)一直在努力恢復(fù)正常的健康細(xì)胞類(lèi)型。然而，問(wèn)題是如何誘導(dǎo)干細(xì)胞在培養(yǎng)皿中以與在體內(nèi)相同的方式表現(xiàn)。

更接近可以控制細(xì)胞發(fā)育的機(jī)制

哥本哈根大學(xué)的Semb小組旨在了解如何在胰腺中天然形成產(chǎn)生胰島素的β細(xì)胞，以便該過(guò)程可以在實(shí)驗(yàn)室中復(fù)制。

“我們檢查了胚胎中胰腺發(fā)育過(guò)程中有多少祖細(xì)胞移動(dòng)，如果它們到器官內(nèi)不同區(qū)域(所謂的壁龕)的旅程可以解釋它們最終會(huì)變成什么樣。我們發(fā)現(xiàn)在祖先決定它們之前命運(yùn)，他們走動(dòng)了很多。我們還可以證明他們?cè)谔囟ɡ倪\(yùn)動(dòng)，他們獲得最終的命運(yùn)，取決于他們產(chǎn)生多少蛋白質(zhì)P120ctn。通過(guò)了解這種機(jī)制，我們可以改進(jìn)我們的制作方法正確的細(xì)胞類(lèi)型來(lái)自培養(yǎng)皿中的干細(xì)胞，用于未來(lái)細(xì)胞替代治療疾病，如1型糖尿病，并獲得如何防止癌癥擴(kuò)散的新見(jiàn)解，“諾和諾德教授兼執(zhí)行董事Henrik Semb解釋說(shuō)。干細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)中心，DanStem，哥本哈根大學(xué)。

細(xì)胞命運(yùn)取決于細(xì)胞的粘性程度

恢復(fù)功能失調(diào)器官的功能需要了解器官形狀如何出現(xiàn)及其對(duì)細(xì)胞命運(yùn)的影響。以前的研究產(chǎn)生了相互矛盾的結(jié)果。一些結(jié)果表明祖先細(xì)胞的未來(lái)命運(yùn)是預(yù)先確定的，這意味著它們的命運(yùn)是在它們最終生態(tài)位之前通過(guò)遺傳決定的，而其他結(jié)果則表明相反，即它們的命運(yùn)是在它們?cè)诃h(huán)境中的最終目的地確定的。

“因此，我們通過(guò)更詳細(xì)地研究祖細(xì)胞如何移動(dòng)以及它們的運(yùn)動(dòng)是否與它們的最終命運(yùn)相關(guān)，我們決定仔細(xì)研究這個(gè)問(wèn)題。通過(guò)在早期胰腺中記錄熒光標(biāo)記的單個(gè)祖細(xì)胞的三維電影，我們意識(shí)到祖先細(xì)胞在命運(yùn)決定之前，繼續(xù)改變他們的位置以塑造胰腺的結(jié)構(gòu)，“哥本哈根大學(xué)DanStem助理教授Pia Nyeng研究的第一作者解釋說(shuō)。

這一觀察結(jié)果強(qiáng)烈地表明細(xì)胞的命運(yùn)似乎不是預(yù)先確定的，而是由它們最終目的地的特定生態(tài)位決定。為了研究如何控制器官中細(xì)胞的最終定位，研究人員發(fā)現(xiàn)信號(hào)蛋白P120ctn起著重要作用。

“這種蛋白質(zhì)影響細(xì)胞之間的粘附(粘性)。與P120ctn低表達(dá)的細(xì)胞相比，具有高表達(dá)P120ctn的細(xì)胞更具粘附性。我們觀察到P120ctn高表達(dá)的細(xì)胞保留在胰腺的中央部分，而細(xì)胞P120ctn的低表達(dá)向胰腺的外周部分遷移。為了測(cè)試我們的理論，我們通過(guò)滅活編碼P120ctn的基因來(lái)減少胰腺中部的少數(shù)祖細(xì)胞的粘附。通過(guò)使用電影來(lái)分析這些細(xì)胞的行為。我們看到它們遷移到胰腺的外周部分并發(fā)育成產(chǎn)酶的腺泡細(xì)胞。“

可能減緩轉(zhuǎn)移

癌癥的擴(kuò)散與癌細(xì)胞的粘附特性的降低密切相關(guān)。粘附性降低使得器官中的癌細(xì)胞能夠離開(kāi)它們來(lái)自的生態(tài)位并侵入周?chē)M織，包括血管，轉(zhuǎn)移到其他器官。因此，癌癥研究的重點(diǎn)是試圖防止粘連的降低，或恢復(fù)癌細(xì)胞的高粘附性，而不必?fù)?dān)心這是否會(huì)導(dǎo)致比健康細(xì)胞更高的粘附。

“我們的實(shí)驗(yàn)表明驅(qū)動(dòng)細(xì)胞分離的原因在于它們?cè)谡掣椒矫娴膬?nèi)在差異。這表明它不是細(xì)胞的粘附特性本身，而是它與相鄰細(xì)胞的相對(duì)粘附力決定了它們是否會(huì)分離(侵入癌癥中的鄰近組織)因此，為了抵消轉(zhuǎn)移，癌癥治療應(yīng)該嘗試恢復(fù)正常的粘連水平。“