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      團隊揭示了三維組織形成的潛在機制
      
			
      
				2019-03-04 10:35:50
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      如果你想建立一個移植器官，你需要考慮三維。使用干細胞，科學家現(xiàn)在能夠在實驗室中生長器官的一部分，但這與構建完全成形的，功能性的三維器官相差甚遠。對于再生醫(yī)學和發(fā)育生物學的學生來說，這就是理解細胞如何彎曲和移動以形成器官和身體組織的原因。京都大學邊境生命和醫(yī)學科學研究所的一個團隊現(xiàn)在已經(jīng)對接受機械應變的細胞如何形成眼球形結構有了新的認識。
      

      團隊揭示了三維組織形成的潛在機制
      

      在“ 科學進展”雜志上發(fā)表的研究小組發(fā)現(xiàn)，通過感知整個組織變形產(chǎn)生的機械力，單個細胞一起形成一個原始的杯狀結構 - 一個“視杯”。“過去，我們通過培養(yǎng)胚胎干細胞ES細胞成功制造了視杯。為了形成球體，組織需要首先從原始腦組織突出，然后在內部內陷，”第一作者Satoru Okuda解釋道。
      

      “但個別細胞如何感知和調節(jié)自身以形成這種形狀尚不清楚。”
      

      該團隊開發(fā)了一種計算模擬，可以計算三維組織結構的形成。利用這些知識和過去的實驗數(shù)據(jù)，他們構建了一個虛擬的前驅眼，并能夠預測驅動球形細胞的物理學。
      

      他們的發(fā)現(xiàn)表明，在視杯形成期間，產(chǎn)生細胞分化模式 - 將細胞推入杯形 - 導致一部分細胞自發(fā)地折疊到組織中。由“自彎曲”引起的這種力傳播到邊界區(qū)域，其中其他細胞感知到應變。
      

      “組織變形和光學杯邊界上的應變的組合產(chǎn)生一個鉸鏈，進一步推動彎曲細胞，”奧田繼續(xù)說，“導致杯狀結構。下一步是使用實際驗證這個預測ES細胞。“
      

      利用培養(yǎng)的小鼠ES 細胞，該團隊在特定點上應用機械應變，并很高興地發(fā)現(xiàn)他們在模擬中預測的鈣響應，機械反饋和細胞形狀變化。
      

      這些發(fā)現(xiàn)揭示了機械力在塑造器官中的新作用，這對于形成復雜組織至關重要，即使在培養(yǎng)皿中也是如此。該團隊將繼續(xù)調查這些力量，尋求繼續(xù)推進再生醫(yī)學領域。
      

      “雖然我們的研究顯示了控制體外器官形狀的可能性 - 使用基于預測 - 當前技術的適當機械刺激仍然有限，”首席科學家Mototsugu Eiraku總結道。
      

      “我們希望提高模擬的預測準確性，并在未來重建更復雜的組織和器官。”
      
			

			
        
      
			
      
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