由明尼蘇達(dá)大學(xué)雙城分校工程研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究表明，組織中蛋白質(zhì)纖維(如膠原蛋白)的剛度是控制細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵組成部分。這一突破性發(fā)現(xiàn)為 1980 年代初期的理論提供了第一個(gè)證據(jù)，并可能對(duì)研究從再生醫(yī)學(xué)到癌癥研究的細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。
該研究發(fā)表在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊 (PNAS) 上，這是一份同行評(píng)審的、多學(xué)科的、高影響力的科學(xué)期刊。
定向細(xì)胞運(yùn)動(dòng)，或科學(xué)家所說(shuō)的“細(xì)胞接觸引導(dǎo)”，是指當(dāng)細(xì)胞的方向受到軟組織內(nèi)纖維排列的影響時(shí)的一種現(xiàn)象。細(xì)胞有突起，就像多個(gè)小臂一樣，可以在組織內(nèi)移動(dòng)它們。細(xì)胞顯然沒(méi)有眼睛來(lái)感知它們的去向，因此研究人員認(rèn)為了解它們?nèi)绾螌⑦\(yùn)動(dòng)與纖維對(duì)齊的機(jī)制是控制細(xì)胞遷移的最后前沿。
“這有點(diǎn)像如果有人把你扔進(jìn)一個(gè)裝滿(mǎn)水的游泳池里，成千上萬(wàn)條細(xì)繩沿著游泳池的長(zhǎng)度排列，并告訴你游幾圈——然后關(guān)掉燈，”大四學(xué)生羅伯特·特蘭奎羅說(shuō)。該研究的研究員和明尼蘇達(dá)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系和化學(xué)工程與材料科學(xué)系的教授。“你會(huì)伸出你的胳膊和腿試圖在水中移動(dòng)，并用繩索找出正確的方向。”
細(xì)胞需要移動(dòng)的原因有很多。它們必須在發(fā)育中的胚胎中移動(dòng)到正確的位置才能成為正確的細(xì)胞類(lèi)型。在傷口愈合過(guò)程中，皮膚細(xì)胞需要有效地進(jìn)入血凝塊，才能將傷口轉(zhuǎn)化為疤痕。研究表明，當(dāng)癌細(xì)胞從實(shí)體瘤遷移到全身時(shí)，它們會(huì)沿著纖維線移動(dòng)。近年來(lái)，研究人員發(fā)現(xiàn)接觸引導(dǎo)是潛在的細(xì)胞機(jī)制，他們可以通過(guò)這種機(jī)制制造用于再生醫(yī)學(xué)的工程組織，以再生、修復(fù)或替換受損或患病的細(xì)胞、器官或組織。
“盡管我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室的許多過(guò)程中使用細(xì)胞接觸指導(dǎo)來(lái)設(shè)計(jì)組織以模擬心臟瓣膜和血管，但這些年來(lái)我們一直不清楚在對(duì)齊的纖維網(wǎng)絡(luò)中誘導(dǎo)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的信號(hào)，”Tranquillo 說(shuō)，杰出的麥克奈特大學(xué)教授。
在這項(xiàng)旨在了解接觸引導(dǎo)和改進(jìn)組織工程的新研究中，Tranquillo 的團(tuán)隊(duì)與加州大學(xué)歐文分校和加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員合作，測(cè)試了兩個(gè)不同方向的機(jī)械阻力(纖維的剛度)對(duì)齊纖維的凝膠，看看這是否是細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的主要因素，而不是纖維的孔隙率或纖維的粘附(粘性)。
標(biāo)簽： 細(xì)胞運(yùn)動(dòng)
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