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大小的问题:细胞如何在上皮组织中堆积

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-09-07 12:47  浏览次数:0
摘 要:斯托沃斯医学研究所(stowers institute for medical research)的一项最新研究显示,生长在所有体表的上皮组织中的小细胞克隆,
 斯托沃斯医学研究所(stowers institute for medical research)的一项最新研究显示,生长在所有体表的上皮组织中的小细胞克隆,其组织结构与正常大小的组织大不相同。这些发现发表在2019年9月5日的《发育细胞》(developmental cell)网站上,来自马修·吉布森(matthew gibson)博士的实验室,可能有助于更好地了解一些人类疾病的进展。
 
“许多癌症类型的一个共同特征是肿瘤细胞的多形性或大小和形状的变异性,”第一作者和博士后研究助理Subramanian P.Ramanathan博士说,“目前还不清楚的是,细胞大小的差异是肿瘤发生的驱动因素,还是肿瘤发生的原因。”癌症进展的结果。”
 
上皮层中的细胞通常由被称为粘着连接的维可牢尼龙搭扣状结构连接,具有接近均匀的大小分布。因此,与后代相关的细胞往往在被称为细胞克隆的马赛克斑块中粘在一起。在果蝇黑腹果蝇中,上皮细胞克隆具有较小的细胞,它们可以彼此失去联系,分散在相邻的细胞中。
 
吉布森是一位博士后研究人员,十多年前,他首次观察到携带Tor基因突变的小细胞显著分散。”吉布森说:“我对此感到困惑,但就是搞不懂为什么突变细胞会分散在细胞层中。直到2015年,当拉马纳森加入实验室时,他们才开始拼凑这一观察背后的科学。

 
拉马纳森有细胞分裂的生物力学背景。他回忆道:“我们对在上皮细胞如何组织的背景下应用我对单细胞力学的兴趣感到非常兴奋。”吉布森说:“我们最初以为要研究细胞分裂及其与连接形成的关系。”但是根据Subramanian的实验,我们确定Tor细胞分裂并形成一个后来变得不稳定的连接。他能够排除细胞骨架或生物物理学的解释,这导致了对问题的数学处理。”
 
“尤里卡时刻是肥皂泡实验,”拉马纳森引用达西·温特沃斯·汤普森的《生长与形态》说。大约一百年前,汤普森记录了肥皂泡沫与生物组织之间的相似性。肥皂细胞以一种极其可预测的方式生长和收缩。我们发现较小的肥皂细胞共用的连接处经常塌陷,将小细胞分开。这与我们在上皮组织中看到的情况惊人地相似。
 
 
Ramanathan认为Tor细胞的扩散可能是一个几何后果。”我们必须说服自己,这就是发生的事情,”他承认。为了在纯硅框架内进行探索,他们联系了普林斯顿大学的合作作者Matej Krajnc博士,他对这些类型的模型有经验。”他兴奋地调节细胞的大小,看看我们是否能在硅片中看到类似的图案。这确实是我们所看到的。”
 
 
发育生物学最令人震惊的一项成就是将上皮层转化为功能上特殊的三维结构。为此,上皮系统依赖于细胞间的均匀性。发育过程通过创造特定区域的特性来塑造和塑造上皮细胞,这些特性被经典地理解为是由分子途径驱动的。
 
 
吉布森说:“在主要由上皮细胞层组成的人体内,我们积累的绝大多数突变不是种系突变,而是体细胞突变,因此在自然界是克隆性的。”在发病的背景下,由于突变产生克隆效应,我们没有一个框架来思考细胞克隆在基因上与周围野生型细胞不同的情况下是如何表现的,但这是非常重要的。ated致力于理解物理和基因异质性上皮细胞群体之间的相互作用。
 
 
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