由明尼蘇達大學(xué)雙城分校工程研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項新研究表明，組織中蛋白質(zhì)纖維(如膠原蛋白)的剛度是控制細胞運動的關(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證據(jù)，并可能對研究從再生醫(yī)學(xué)到癌癥研究的細胞運動的領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。
該研究發(fā)表在美國國家科學(xué)院院刊 (PNAS) 上，這是一份同行評審的、多學(xué)科的、高影響力的科學(xué)期刊。
定向細胞運動，或科學(xué)家所說的“細胞接觸引導(dǎo)”，是指當(dāng)細胞的方向受到軟組織內(nèi)纖維排列的影響時的一種現(xiàn)象。細胞有突起，就像多個小臂一樣，可以在組織內(nèi)移動它們。細胞顯然沒有眼睛來感知它們的去向，因此研究人員認為了解它們?nèi)绾螌⑦\動與纖維對齊的機制是控制細胞遷移的最后前沿。
“這有點像如果有人把你扔進一個裝滿水的游泳池里，成千上萬條細繩沿著游泳池的長度排列，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。該研究的研究員和明尼蘇達大學(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。“你會伸出你的胳膊和腿試圖在水中移動，并用繩索找出正確的方向。”
細胞需要移動的原因有很多。它們必須在發(fā)育中的胚胎中移動到正確的位置才能成為正確的細胞類型。在傷口愈合過程中，皮膚細胞需要有效地進入血凝塊，才能將傷口轉(zhuǎn)化為疤痕。研究表明，當(dāng)癌細胞從實體瘤遷移到全身時，它們會沿著纖維線移動。近年來，研究人員發(fā)現(xiàn)接觸引導(dǎo)是潛在的細胞機制，他們可以通過這種機制制造用于再生醫(yī)學(xué)的工程組織，以再生、修復(fù)或替換受損或患病的細胞、器官或組織。
“盡管我們在實驗室的許多過程中使用細胞接觸指導(dǎo)來設(shè)計組織以模擬心臟瓣膜和血管，但這些年來我們一直不清楚在對齊的纖維網(wǎng)絡(luò)中誘導(dǎo)細胞運動的信號，”Tranquillo 說，杰出的麥克奈特大學(xué)教授。
在這項旨在了解接觸引導(dǎo)和改進組織工程的新研究中，Tranquillo 的團隊與加州大學(xué)歐文分校和加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員合作，測試了兩個不同方向的機械阻力(纖維的剛度)對齊纖維的凝膠，看看這是否是細胞運動的主要因素，而不是纖維的孔隙率或纖維的粘附(粘性)。
標(biāo)簽： 細胞運動
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