我們的內(nèi)臟和我們所有的器官，在我們體內(nèi)以左右不對稱的方式排列，以便一切都適合。
與此同時，腸道等器官的發(fā)育絕非偶然。在健康的胚胎中，發(fā)育過程中腸道的旋轉(zhuǎn)總是以逆時針方向發(fā)生，并且時間恰到好處。這是一個科學(xué)家長期以來一直在努力理解的復(fù)雜過程。
現(xiàn)在，發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)育過程中的腸道旋轉(zhuǎn)是由稱為 Pitx2 的轉(zhuǎn)錄因子的兩波表達協(xié)調(diào)的。事實證明，第二波是由固定腸管的彈性組織內(nèi)的機械信號觸發(fā)的，后來成為供應(yīng)腸管的血液和淋巴管的管道。
這些發(fā)現(xiàn)對于了解器官形成的基本機制具有重要意義，這有助于診斷和預(yù)防出生缺陷，例如腸道旋轉(zhuǎn)不良和腸扭轉(zhuǎn)，發(fā)育中的腸道會扭曲和勒死。
“整個胃腸道是一根吸收我們所有營養(yǎng)物質(zhì)的管子，它是巨大的，所以它必須循環(huán)以適應(yīng)我們的身體，”獸醫(yī)學(xué)院分子醫(yī)學(xué)副教授和高級作者 Natasza Kurpios 說。研究。Kurpios 實驗室的博士生 Bhargav D. Sanketi 是該論文的第一作者。
“我們多年前發(fā)現(xiàn)的是，循環(huán)是高度保守的，而且非常非常受監(jiān)管，”Kurpios 說。
事實證明，心臟、肝臟、肺和腸道(腸道)等器官的位置都是不對稱的——位于身體的一側(cè)，或橫跨左右，但不居中。了解左右不對稱的腸道如何形成可以揭示其他器官(例如心臟)的發(fā)育模式。
以前的工作表明，一種名為 Nodal 的基因誘導(dǎo)了 Pitx2 的第一波，以建立早期的身體計劃。但 Nodal 的存在是短暫的，一旦它刺激 Pitx2 表達，它就會在腸道旋轉(zhuǎn)發(fā)生之前消失。因此，很長一段時間以來，當(dāng) Nodal 離開時 Pitx2 如何保持活躍來指導(dǎo)腸道旋轉(zhuǎn)一直是未知的。“我們的第一個驚喜是 Pitx2 表達實際上消失了，然后當(dāng)腸管準(zhǔn)備好循環(huán)時它又回來了，”Kurpios 說。“所以問題是，是什么喚醒了 Pitx2?”
研究人員發(fā)現(xiàn)，一種名為 TGF-beta 的傳感器一直處于潛伏狀態(tài)，直到它被機械力激活。在腸道的情況下，這是由背腸系膜決定的，它附著在腸管上并將其固定在適當(dāng)?shù)奈恢?。為了引?dǎo)旋轉(zhuǎn)，背側(cè)腸系膜組織在右側(cè)顯著擴張并在左側(cè)壓實。當(dāng)它這樣做時，TGF-beta 會感知這些變化的力量并激活第二波 Pitx2 的表達，從而刺激腸管循環(huán)。換句話說，建立身體不對稱性的 Pitx2 波與旋轉(zhuǎn)腸道的波不同。
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