Cell子刊：指揮干細(xì)胞再生的幽靈
日期：2015-12-15 09:16:29
幽靈并不是細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域常見的研究課題。但科學(xué)家們最近發(fā)現(xiàn)，受損組織的“幽靈”負(fù)責(zé)將肌肉干細(xì)胞帶到受損位點(diǎn)。這項(xiàng)研究于十二月十日發(fā)表在Cell Stem Cell雜志上。
在機(jī)體受傷的之后，干細(xì)胞和前體細(xì)胞需要根據(jù)損傷前的組織形式和大小進(jìn)行重建。卡內(nèi)基科學(xué)研究所和美國兒童健康與人類發(fā)育研究所NICHD的研究團(tuán)隊(duì)，通過新成像技術(shù)在活體小鼠中觀察了肌肉干/祖細(xì)胞的行為。研究顯示，這些細(xì)胞在“幽靈纖維”的指引下再生出符合要求的組織。幽靈纖維是指受損肌纖維留下的細(xì)胞外基質(zhì)殘留物。
Chen-Ming Fan及其同事將雙光子成像與二次諧波（SHG）成像結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)了高分辨率的活體成像。研究人員發(fā)現(xiàn)，肌肉干/祖細(xì)胞利用長長的幽靈纖維進(jìn)行擴(kuò)散和定向，趕赴救援現(xiàn)場。
這是首次在活體小鼠中直接觀察骨骼肌干/祖細(xì)胞介導(dǎo)的再生過程，文章第一作者Micah Webster說。骨骼肌是機(jī)體中最重要的肌肉之一，負(fù)責(zé)為多種機(jī)體功能提供支持，例如坐下、站立、眨眼和吞咽動作等。隨著人體的老化，這些肌肉的功能會發(fā)生顯著降低。
這項(xiàng)研究也為人們展示了將不同高分辨率顯微成像技術(shù)結(jié)合起來的效果。雙光子成像能檢測活組織深處的熒光標(biāo)記，而SHG成像能避免染料退色和信號飽和的問題。將二者結(jié)合起來的新技術(shù)讓研究人員得以成像肌肉干/祖細(xì)胞在幽靈纖維上的定向移動，這些細(xì)胞順著幽靈纖維擴(kuò)散、分裂、融合并分化成新的肌肉細(xì)胞。當(dāng)研究人員改變幽靈纖維的方向時，再生出的肌肉組織就會發(fā)生混亂。
幽靈纖維在肌肉再生中起到了結(jié)構(gòu)性的作用，Webster說。它們?yōu)榧∪饨M織再生提供了模板，幫助干/祖細(xì)胞生成與損傷位點(diǎn)大小和方向相符的新肌肉組織。這項(xiàng)研究還特別指出，組織再生療法需要能夠模擬活組織基質(zhì)的生物工程基質(zhì)。
