細(xì)胞競爭如何糾正胚胎發(fā)生過程中嘈雜的形態(tài)發(fā)生子梯度
組織圖案化在胚胎形成過程中以及在成年組織中都是重要的過程,可確保正確地排列細(xì)胞群以使其正常發(fā)揮作用。許多研究試圖了解如何從健康組織中去除破壞性細(xì)胞(排列不當(dāng)或發(fā)信號(hào)不正確)。到目前為止,沒有人提供明確的解釋。
在《自然通訊》上發(fā)表的一項(xiàng)新研究中,由大阪大學(xué)專家領(lǐng)導(dǎo)的研究小組研究了Wnt /β-catenin信號(hào)傳導(dǎo),該信號(hào)傳導(dǎo)構(gòu)成了一個(gè)形態(tài)發(fā)生系統(tǒng)(該系統(tǒng)有助于控制各種物種(包括兩性動(dòng)物,魚,青蛙和哺乳動(dòng)物)。使用斑馬魚模型,研究人員發(fā)現(xiàn)異常的Wnt /β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)導(dǎo)致蛋白質(zhì)膜表達(dá)水平的變化。這些變化是細(xì)胞適應(yīng)性差的指標(biāo),并導(dǎo)致細(xì)胞死亡,這鼓勵(lì)了胚胎形成過程中組織形態(tài)的一致性。
我們發(fā)現(xiàn),一種“形態(tài)發(fā)生梯度梯度噪聲消除系統(tǒng)”可以感知并消除胚胎發(fā)育過程中意外生成的不健康細(xì)胞。我們的發(fā)現(xiàn)表明,該系統(tǒng)對(duì)于構(gòu)建具有適當(dāng)組織圖案的健康胚胎至關(guān)重要。
在這項(xiàng)研究中,具有異常Wnt /β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)的細(xì)胞還證明了細(xì)胞膜上鈣黏著蛋白的變化,這導(dǎo)致相對(duì)于相鄰細(xì)胞上鈣黏著蛋白的失衡。在那些具有異常Wnt /β-catenin信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的相同細(xì)胞中,TGF-β-Smad信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的活化導(dǎo)致了活性氧的產(chǎn)生,隨后細(xì)胞通過凋亡而死亡。
我們的分析表明,這種“形態(tài)原體梯度降噪系統(tǒng)”僅在Wnt /β-catenin信號(hào)發(fā)生顯著變化或出現(xiàn)大量噪聲的細(xì)胞中被激活。我們認(rèn)為該系統(tǒng)可能有助于消除具有嚴(yán)重信號(hào)缺陷的細(xì)胞,這些缺陷與畸形或致癌突變有關(guān)。
由于確保適當(dāng)?shù)慕M織模式非常重要,因此本研究的結(jié)果可以幫助解釋與癌癥形成和先天性疾病發(fā)生有關(guān)的機(jī)制。另外,該結(jié)果對(duì)于設(shè)計(jì)這些疾病的新診斷方法可能是有用的。
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