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細胞通訊的新“次元”

閱讀:539發(fā)布時間:2014-9-29

 

在機體愈合形成新組織的過程中,細胞必須進行相互交流。多年以來,科學(xué)家們一直以為這種交流主要是通過化學(xué)信號實現(xiàn)的。

“這就像是19世紀(jì)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)電和磁其實是同一種力,”上海滬宇說。“我們使用機械工程的工具和框架,研究了生物系統(tǒng)的作用機制。這些信息將幫助人們更好的干涉細胞通訊過程,并在此基礎(chǔ)上治療與組織生長有關(guān)的多種疾病。”

“我們構(gòu)建的新工具讓我們能在細胞水平上分析機械過程,并由此回答了一個非常重要的生物學(xué)問題,” 上海滬宇說。

研究人員開發(fā)了一個微流體控制系統(tǒng),以極為緩慢的流速在非常小的區(qū)域(比如一小團細胞)輸送化學(xué)物質(zhì)。他們推測,除了用化學(xué)信號彼此交流,胚胎或再生細胞也會用到機械過程(彼此推拉)來刺激和應(yīng)答。

“要鑒定這樣的機械過程,我們必須能夠控制多細胞組織,” 上海滬宇解釋道。舉例來說,直徑兩毫米的組織樣本就可能含有八千個細胞。研究人員通過微流體設(shè)備“觸碰”了三四個細胞,并通過高分辨率激光掃描顯微鏡進行觀察。

“我們的研究證實,機械過程對于系統(tǒng)通訊也是重要的,” 上海滬宇說。當(dāng)研究人員消除細胞之間的機械時,細胞彼此交流的能力就會大幅下降。盡管細胞也通過化學(xué)信號進行交流,但機械(細胞彼此的推拉)在信號傳輸中占主要地位。

這項研究將對組織再生研究產(chǎn)生重要的影響,比如胚胎發(fā)育、創(chuàng)傷愈合和癌癥生長。

“有些出生缺陷患者的心臟沒有正確形成,問題是我們要怎樣進行靶向治療,” 上海滬宇說。“這項研究使我們相信,存在一條影響組織發(fā)育的機械途徑,將能幫助細胞更好的彼此交流,治愈機體出現(xiàn)的問題。”


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