乍一看，Botryllus schlosseri非常不倫不類。這個小型，透明的海洋生物在加利福尼亞沿海地區(qū)繁茂，它的生命在于潛水表面 - 船只，碼頭甚至其他動物。但是，作為B. schlosseri的眾所周知的明星海鞘或金色星辰，不僅僅是一個簡陋的衣架。

作為一種與人類密切相關(guān)的無脊椎動物，它具有的特征即將成為多校區(qū)研究項目的焦點，旨在將加州大學(xué)(UC)置于血管力學(xué)的最前沿，并通過擴(kuò)展 - 心血管疾病，導(dǎo)致該州四分之一的死亡事件。

加州大學(xué)洛杉磯分校授予加州大學(xué)洛杉磯分校機(jī)械工程系副教授梅根瓦倫丁，以及加州大學(xué)洛杉磯分校和加州大學(xué)歐文分校的合作伙伴，為加州大學(xué)多校區(qū)研究計劃和倡議(MRPI)的試點項目提供30萬美元。該獎項為合作提供了兩年的種子資助，這些合作在啟動開創(chuàng)性的跨學(xué)科研究方面具有前景，這些研究加強(qiáng)了UC作為領(lǐng)先的公立研究型大學(xué)的地位，支持創(chuàng)新研究生研究，為加州居民提供公共政策和福利。

“對于UC而言，這是一個非常強(qiáng)大的領(lǐng)域，我們對所有權(quán)感到非常自豪，但校園可以更好地聯(lián)系起來，”瓦倫丁說。“UC總統(tǒng)辦公室的這些跨學(xué)科倡議在培養(yǎng)校園內(nèi)部和校園之間的關(guān)系方面發(fā)揮了重要作用。我們非常感謝有機(jī)會利用全系統(tǒng)的資源和專業(yè)知識。”

瓦倫丁，她的主要UCSB合作者，加州大學(xué)圣地亞哥分校，細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)系的副教授安東尼德托馬索，以及其他兩個加州大學(xué)校園的同事將把他們的研究重點放在明星海鞘的血管力學(xué)和機(jī)械生物學(xué)上。后者是一個新興的科學(xué)領(lǐng)域，專注于物理力和細(xì)胞和組織機(jī)械性質(zhì)的變化如何促進(jìn)發(fā)育，細(xì)胞分化，生理和疾病。

該項目專注于血管力學(xué)，盡管無脊椎動物與人類有著密切的進(jìn)化關(guān)系，但在此背景下尚未研究過。瓦倫丁說：“我們在蛋白質(zhì)對人體脈管系統(tǒng)的重要性方面所取得的許多發(fā)現(xiàn)似乎也與此模型有關(guān)。”“它完全沒有發(fā)現(xiàn)的潛力。”

“Botryllus的生物學(xué)非常吸引人，并且在許多領(lǐng)域都有新的方法，從免疫學(xué)到干細(xì)胞生物學(xué)和再生，”De Tomasco說，他的實驗室研究了這種動物如何長期。“然而，這個關(guān)于血管生物學(xué)的新項目具有潛在的突破性，因為它將血管的獨(dú)特解剖學(xué)和可達(dá)性與強(qiáng)大的可視化技術(shù)結(jié)合在一起。這使我們能夠以其他模式生物體無法獲得的分辨率直接操縱和表征全球反應(yīng)。 “

The star ascidian has a simple but unique anatomy, with the vasculature located externally. When it is treated with a drug that disrupts collagen crosslinking—another of its valuable characteristics is that it responds to drugs that humans also respond to—it retracts the vascular structure in a process clearly visible through an optical microscope and even to the naked eye.

瓦倫丁解釋說：“因此，我們可以立即從活體中獲取視覺信號。”“我們可以進(jìn)入并操縱血管：拉伸或施加力量，目的是了解機(jī)械發(fā)生的情況。藥物不會直接影響血管;它會影響它們所處的基質(zhì)，使其軟化。當(dāng)血管系統(tǒng)接收到軟化信號，它縮回。我們想深入了解有機(jī)體如何感知力以及它們?nèi)绾谓邮蘸吞幚頇C(jī)械信號并將信息轉(zhuǎn)換為其他細(xì)胞功能的細(xì)節(jié) - 這不是我們理解的東西。然后我們需要連接它更廣泛的人類血管生物學(xué)背景。“

長期目標(biāo)是利用該項目建立基礎(chǔ)設(shè)施，然后確保長期資金，并組建生物學(xué)家和工程師聯(lián)合會，調(diào)查血管如何知道何時成長和縮小，以及如何控制這些決策以對抗人類心血管疾病，黃斑變性和癌癥等疾病。

該項目還試圖了解吞噬細(xì)胞的作用，吞噬細(xì)胞是通過攝取不再需要的有害外來實體，細(xì)胞和組織來保護(hù)生物體的細(xì)胞。“在這種情況下，當(dāng)這些血管正在撤退并且你正在失去所有的血管體積時，那些細(xì)胞必須到達(dá)某處，而吞噬細(xì)胞在破壞它們方面起作用，”瓦倫丁解釋說。“關(guān)于它究竟是如何工作的，有很多未解決的問題。而且由于脈管系統(tǒng)在這個系統(tǒng)的外部，我們有很多成像和其他分析的機(jī)會，所以也許我們可以觸及那個問題的核心“。

學(xué)生培訓(xùn)是MRPI獎的另一個重要組成部分，受過工程培訓(xùn)的UCSB本科生和研究生將有機(jī)會與UCI和UCLA的同事一起工作，他們在傳統(tǒng)動物模型研究等領(lǐng)域擁有專業(yè)知識，并且能夠進(jìn)行人體臨床試驗。

2017年夏季新課程的本科學(xué)生將花費(fèi)三周的時間在UCSB進(jìn)行基于發(fā)現(xiàn)的研究，并在加州大學(xué)洛杉磯分校學(xué)習(xí)三周的生物信息學(xué)。“這個系統(tǒng)最酷的事情是，它是如此容易接近;你可以用手指觸摸血管，”De Tomaso說。“因為脈管系統(tǒng)的收縮也很快發(fā)生 - 只需要16個小時 - 學(xué)生可以快速學(xué)習(xí)許多實驗過程。實驗中有很多懸而未決的成果，他們實際上能夠做出全新的科學(xué)研究。”

MRPI項目在UC校園之間建立聯(lián)系，同時利用每個校園獨(dú)有的特定特征。“在圣巴巴拉，由于我們的位置，我們了解海洋資源以及我們可以從研究海洋生物中學(xué)到什么，”瓦倫丁說。“如果我們能夠與沒有這些資源的其他校園分享我們的海洋經(jīng)驗，那將是強(qiáng)大的。在10個校園系統(tǒng)中，你不需要每個校區(qū)都有專業(yè)知識。我們應(yīng)該是專業(yè)的，但是那么我們也應(yīng)該認(rèn)識到，作為UC系統(tǒng)的一部分，我們可以以非常獨(dú)特的方式利用所有其他校園。“