Nature揭示全新的細胞通訊方式
日期：2014-10-27 08:55:04
在籃球、手球、橄欖球這樣的團隊運動中，隊員們都會湊在一起秘密地決定戰術。歐洲分子生物學實驗室（EMBL）的科學家們發現，細胞也有著類似的行為，它們會擠在一起以便在有限群體中相互交流。這項發表在Nature雜志上的研究首次向人們展示，細胞的組織形式會影響它們之間的通訊。研究人員是在斑馬魚發育過程中發現這一現象的，不過他們認為這個現象應該相當廣泛，能影響損傷修復、器官形成甚至癌癥。
“這些擠做一團的細胞，交換著只屬于這個群體的信號，”文章的第一作者Sevi Durdu說。
Durdu對斑馬魚進行研究時發現，將發育成側線（lateral line）的細胞有著特殊的行為，斑馬魚的一系列側線器官可以感知水壓的改變。在斑馬魚的發育過程中，這些細胞沿著體側向前移動，到達特定位點時一部分細胞停下腳步并擠成一團，最終發展成一個側線器官。其余細胞繼續向前移動，到達下一個位點時又有一群細胞停下來形成器官。停下腳步的細胞會出現形態改變，從扁平變為淚珠狀，它們聚在一起就像大蒜的蒜瓣一樣。Durdu發現，這些“蒜瓣”簇擁著一個共享空間，能捕獲細胞通訊分子。
“一般情況下，FGF是一種長距離通訊信號，”文章的資深作者Darren Gilmour說。“聚集在一起的細胞能夠共享內腔捕獲和濃縮的FGF信號，做出有別于其他細胞的決定（比如說停止移動）。”
研究顯示，共享的內腔起到了關鍵性的作用，能決定細胞群于何時何地停止遷移。當研究人員提高FGF的濃度時，細胞停得更加突然，形成的側線器官距離更近。當研究人員降低FGF的水平時，細胞遷移得更遠，形成的側線器官間距更大。
“我們機體中的大多數器官是由上皮細胞組成的，而上皮細胞都有這樣的行為。可以想見，這種內腔可能出現在機體的許多不同位置，只要細胞需要進行自我組織和交流，” Gilmour說。
研究人員打破斑馬魚胚胎中的這種細胞團，使FGF流出。這時，群體中的細胞無法再進行有效交流。他們認為，組織形式對細胞通訊的這種影響，在創傷修復中起到了一定的作用。當皮膚被劃傷時，“站立”的細胞“躺下來”開始向前爬行。從本質上看，就是局部細胞團破裂導致細胞改變了自己的行為。此外，體外培養類器官可能也屬于這種過程，細胞自我組織形成類器官結構時，最開始形成的就是內腔。
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