高風(fēng)險(xiǎn)的細(xì)胞過程對(duì)小腸發(fā)育至關(guān)重要
在我們出生之前,超過40%的小腸發(fā)育。在成年期,器官的伸展長度超過我們身體的三倍。但在子宮內(nèi)這個(gè)過程的問題可能會(huì)導(dǎo)致罕見但致命的疾病,即先天性短腸綜合征,這可能導(dǎo)致嬰兒期脫水,營養(yǎng)不良和體重減輕。
一項(xiàng)新的研究探討了發(fā)育中的腸道如何在小鼠中生長,發(fā)現(xiàn)了令人驚訝的細(xì)胞事件序列,類似于死亡,高線馬戲表現(xiàn),以使器官達(dá)到適當(dāng)?shù)拈L度。缺乏協(xié)調(diào)可能會(huì)產(chǎn)生可怕的后果。
Sha Wang博士和她的密歇根醫(yī)學(xué)同事能夠在小鼠腸道細(xì)胞中實(shí)時(shí)見證這種錯(cuò)綜復(fù)雜的編排。
發(fā)育中的早期小腸或中腸開始時(shí)是一個(gè)快速生長的光滑管。在顯微鏡下,襯在管上的細(xì)胞層 - 稱為上皮細(xì)胞 - 看起來是層疊的。
以前,科學(xué)家認(rèn)為,通過細(xì)胞從這些明顯的堆疊移動(dòng)到一個(gè)連續(xù)的層,管子長得更長。
“如果你考慮一下,如果中腸通過細(xì)胞的收斂而延長,就會(huì)犧牲周長(變得更薄)。但管子會(huì)變得更寬,”大學(xué)細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)系的研究員Wang說。密歇根州
相反,她和UM細(xì)胞生物學(xué)家Deb Gumucio博士和他們的團(tuán)隊(duì)能夠證明這種伸長可能是由快速細(xì)胞分裂驅(qū)動(dòng)的。結(jié)果發(fā)表在Developmental Cell上。
一個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)的過程
研究小組發(fā)現(xiàn),在中腸發(fā)育的第一階段,細(xì)胞非常高大。每個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核在上皮層內(nèi)從基部(或基部)表面到頂部(或頂部)表面不斷移動(dòng)。換句話說,有點(diǎn)像飛人藝術(shù)家爬上他們的起始平臺(tái)。
“這一運(yùn)動(dòng)與細(xì)胞分裂有關(guān),”王說。“一旦細(xì)胞核位于頂端,細(xì)胞將進(jìn)行有絲分裂并分裂成兩個(gè)新細(xì)胞。”
接下來發(fā)生的事情至關(guān)重要兩個(gè)新的子核必須使其回到基底層才能重新進(jìn)入細(xì)胞周期。
對(duì)于一個(gè)子細(xì)胞,這個(gè)步驟很簡單:它的細(xì)胞核只是沿著一條長而細(xì)的系繩,稱為基底過程。
另一個(gè)小組的工作比較艱巨;它必須在其核沿著該路徑向下回到基底表面之前,在正確的方向上延伸一個(gè)稱為filopodium的臂狀突起。
分裂和繁榮
在仔細(xì)檢查基礎(chǔ)過程后,王注意到這條細(xì)長的繩索通常會(huì)分成兩股 - 一條較長并且系在基部上,另一條較短,會(huì)縮回并消失。
Wang懷疑重吸收細(xì)絲可能在細(xì)胞質(zhì)分裂中發(fā)揮作用,細(xì)胞質(zhì)構(gòu)成了每個(gè)新子細(xì)胞的大部分體內(nèi)。
“最有趣的部分是細(xì)胞保持一個(gè)基底過程,即一個(gè)子細(xì)胞,”她說。“另一個(gè)細(xì)胞需要找到一個(gè)回到基底的連接。即使在保持兩個(gè)基礎(chǔ)過程的情況下,仍然只有一個(gè)子細(xì)胞保留它們。”
Wang假設(shè)這樣做是為了讓一個(gè)細(xì)胞更靈活地落地 - 但該細(xì)胞也面臨更大的風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)于非束縛細(xì)胞而言,從非拴系的雜技演員那里扯下來就是生死攸關(guān)的問題。
細(xì)胞如何找到自己的方式
該團(tuán)隊(duì)?wèi)岩捎幸恍〇|西可以作為一種定向提示,幫助新形成的細(xì)胞知道哪種方式可以擴(kuò)展其絲狀細(xì)胞。
他們選擇了一種名為WNT5A的蛋白質(zhì),這種蛋白質(zhì)可以幫助神經(jīng)細(xì)胞生長出類似軸突的類似物。這種蛋白質(zhì)從組織發(fā)出信號(hào),新的無束細(xì)胞將朝向基底層延伸。
當(dāng)Wang移除WNT5A時(shí),細(xì)胞無法指向正確的方向并死亡。
而這種脫節(jié)會(huì)帶來可怕的后果。
王說:“根據(jù)我們的模型,即使中腸中只有10%的細(xì)胞死亡,也會(huì)導(dǎo)致長度縮短。”
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