人體腸道由40多平方米的組織組成，其內(nèi)表面有許多類似山谷和山峰的褶皺，以增加對營養(yǎng)的吸收。腸道還具有獨特的特性，即處于不斷自我更新的狀態(tài)。這意味著大約每 5 天更新一次其內(nèi)壁的所有細胞，以確保正確的腸道功能。到目前為止，科學(xué)家們知道這種更新可以通過干細胞發(fā)生，干細胞在所謂的腸道隱窩中受到保護，并產(chǎn)生新的分化細胞。然而，導(dǎo)致隱窩凹形和新細胞向腸尖遷移的過程尚不清楚。
現(xiàn)在，由加泰羅尼亞生物工程研究所 (IBEC) 的 ICREA 研究教授兼組長 Xavier Trepat 領(lǐng)導(dǎo)的國際團隊與 IRB、巴塞羅那 UB 和 UPC 大學(xué)以及巴黎居里研究所的研究人員合作，已經(jīng)破譯了導(dǎo)致隱窩采用并保持其凹面形狀的機制，以及細胞向峰的遷移運動是如何發(fā)生的，而腸道不會失去其特有的折疊形狀。該研究發(fā)表在著名的《自然細胞生物學(xué)》雜志上，由 UPC 教授、IBEC 研究員和 CIMNE 成員 Marino Arroyo 領(lǐng)導(dǎo)的計算機建模與小鼠細胞的腸道類器官實驗相結(jié)合，并表明由于細胞施加的機械力，該過程是可能的.這項研究的一個重要部分得到了“la Caixa”基金會在 CaixaResearch 計劃框架內(nèi)的支持。該實體還向第一共同作者 Gerardo Ceada 頒發(fā)了獎學(xué)金，以在 IBEC 攻讀博士學(xué)位。
力決定和控制腸道的形狀和細胞的運動
利用小鼠干細胞和生物工程和機械生物學(xué)技術(shù)，研究人員開發(fā)了微型腸道，類似于三維波峰和波谷結(jié)構(gòu)的類器官，在體內(nèi)重現(xiàn)組織功能。使用同一小組開發(fā)的顯微鏡技術(shù)，研究人員首次進行了高分辨率實驗，使他們能夠獲得顯示每個細胞施加的力的 3D 地圖。
此外，通過這種體外模型，科學(xué)家們已經(jīng)表明，新細胞向峰值的運動也受到細胞本身施加的機械力的控制，特別是細胞骨架，這是一種決定和維持細胞形狀的細絲網(wǎng)絡(luò)。
“與迄今為止所相信的相反，我們已經(jīng)能夠確定不是腸道隱窩的細胞將新的細胞向上推，而是峰值處的細胞將新的細胞向上拉，類似于一名登山者通過拉起另一名登山者來幫助他們”，IBEC 的 Gerardo Ceada 解釋說
標簽： 腸上皮
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