組織力學(xué)對(duì)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)至關(guān)重要
根據(jù)UCL領(lǐng)導(dǎo)的新研究,形成面部特征的細(xì)胞需要周圍的胚胎組織變硬才能移動(dòng)和發(fā)育。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于了解面部缺陷的原因具有重要意義,面部缺陷占全球所有出生缺陷的三分之一(每年320萬)并且是嬰兒死亡的主要原因。
這是胚胎細(xì)胞周圍環(huán)境的機(jī)械特性首次被證明對(duì)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和發(fā)育至關(guān)重要,而不是基因或分子。研究人員表示,其他細(xì)胞可能會(huì)使用類似的機(jī)制來傳播癌癥和傷口愈合。
對(duì)于今天發(fā)表在“自然”雜志上的研究,來自倫敦大學(xué)學(xué)院和劍橋大學(xué)的研究人員研究了機(jī)械線索在青蛙胚胎神經(jīng)嵴細(xì)胞集體遷移中的重要性。
選擇青蛙作為模型生物,因?yàn)樗鼈兊纳窠?jīng)嵴(NC)細(xì)胞的行為方式與人類相似,并且它們的運(yùn)動(dòng)通常用于研究癌癥的擴(kuò)散。此外,可以研究青蛙的胚胎發(fā)育而不會(huì)造成傷害,這對(duì)其他動(dòng)物模型來說是不正確的。
“我們已經(jīng)知道,細(xì)胞運(yùn)動(dòng)對(duì)于身體的許多過程都是必不可少的,包括胚胎的形成和癌癥的擴(kuò)散,但直到現(xiàn)在,大多數(shù)努力已經(jīng)被用于理解驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的分子線索,而不是機(jī)械環(huán)境的作用。戲劇,“研究主要作者,羅伯托馬約爾教授(倫敦大學(xué)學(xué)院細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué))解釋說。
“我們驚訝地發(fā)現(xiàn)組織硬度對(duì)于運(yùn)動(dòng)是多么重要- 這是在堅(jiān)硬的路面上行走相對(duì)于柔軟的沙子之間的差異。細(xì)胞在移動(dòng)以形成面部和頭骨的特征之前感覺到環(huán)境的硬度增加。這將有希望為面部缺陷的預(yù)防性治療的發(fā)展提供信息。“
研究小組使用探針接觸表面并在已知壓力下測(cè)量其變形,測(cè)試了胚胎組織在不同發(fā)育階段的硬度。他們發(fā)現(xiàn),在發(fā)育過程中,持有NC細(xì)胞的組織變硬并變得密集,細(xì)胞會(huì)觸發(fā)細(xì)胞的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。
他們使用肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白(用于肌肉收縮的相同分子)修改了胚胎組織的僵硬度,并發(fā)現(xiàn)了NC細(xì)胞遷移的硬度。使用實(shí)驗(yàn)室中相同剛度的合成表面復(fù)制。
“我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)以前未連接的過程之間的新環(huán)節(jié)-增厚,組織硬化和運(yùn)動(dòng)細(xì)胞。這是一個(gè)非常令人興奮的發(fā)現(xiàn),因?yàn)樗砻髟趨f(xié)調(diào)組織力學(xué)和分子的重要性胚胎發(fā)育。我們希望它鼓勵(lì)在腫瘤學(xué)和組織工程領(lǐng)域工作的其他人探索組織力學(xué)在其他重要領(lǐng)域的作用,“研究第一作者Elias H Barriga博士(倫敦大學(xué)學(xué)院細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)和倫敦大學(xué)學(xué)院倫敦納米技術(shù)中心)。
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