康涅狄格大學(xué)牙科學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了一項(xiàng)新技術(shù)，可以實(shí)時(shí)記錄細(xì)胞交流——更深入地了解細(xì)胞分泌的動(dòng)態(tài)，更好地了解細(xì)胞如何修復(fù)組織。
在今天發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上的一項(xiàng)研究中，牙科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系助理教授Kshitiz Gupta(只是他的名字)和博士后研究員Yashir Suhail解鎖了這一突破性技術(shù)平臺(tái)。
現(xiàn)在，科學(xué)家第一次可以記錄細(xì)胞的實(shí)時(shí)通訊，這為細(xì)胞治療和細(xì)胞生物學(xué)其他領(lǐng)域的新發(fā)展打開了閘門。
細(xì)胞-就像人類一樣-保持相互交流。當(dāng)人類交換單詞時(shí)，細(xì)胞通過分泌蛋白質(zhì)并相應(yīng)地改變它們的行為來傳遞和接收信息。當(dāng)我們聽人們互相交談時(shí)，我們可以理解如何把單詞變成句子，以及如何來回交換它們。然而，當(dāng)涉及到記錄小區(qū)之間的通信時(shí)，會(huì)話的關(guān)鍵特征在很大程度上是未知的。
細(xì)胞之間的交流是維持身體大部分功能所必需的，它還可以幫助身體對(duì)外部線索——如疾病或傷害——做出正確的反應(yīng)。目前的技術(shù)只允許對(duì)這些蛋白質(zhì)分泌物進(jìn)行大量的快照。
“這類似于檢測(cè)句子中的單詞，但你不知道它們的位置、變形和信息的語(yǔ)氣，”Kshitiz說。他補(bǔ)充說，在目前的調(diào)查結(jié)果之前，對(duì)細(xì)胞間交流語(yǔ)言的理解非常有限，沒有捕捉到所涉及的信息傳遞的復(fù)雜性。
利用微流體和計(jì)算機(jī)建模的結(jié)合，研究人員創(chuàng)建了一個(gè)深度記錄細(xì)胞信息的平臺(tái)，并揭示了這些細(xì)胞間對(duì)話中單詞和信息的精確排列。
在這項(xiàng)由美國(guó)心臟協(xié)會(huì)和國(guó)家癌癥研究所資助的研究中，Kshitiz和他的團(tuán)隊(duì)研究了骨髓干細(xì)胞，這些干細(xì)胞可用于治療心肌梗死，即通常所說的心臟病發(fā)作。研究人員利用這個(gè)平臺(tái)記錄了這些干細(xì)胞分泌的蛋白質(zhì)以及這些分泌物隨時(shí)間的變化。
這些信息被用來制造蛋白質(zhì)混合物，導(dǎo)致了第二個(gè)發(fā)現(xiàn)——在不使用干細(xì)胞的情況下幫助治療損傷的可能性。因?yàn)檠芯咳藛T深度記錄了干細(xì)胞之間的對(duì)話，他們能夠復(fù)制干細(xì)胞的確切行為。
在研究人員的見證下，干細(xì)胞具有足夠的靈活性，可以根據(jù)損傷改變自己的行為。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這些細(xì)胞看到受傷的組織時(shí)，它們只是“好心人”。
這些信息創(chuàng)造了一種“無細(xì)胞”治療方法，即復(fù)制干細(xì)胞在看到組織損傷時(shí)的行為，并創(chuàng)造一種有助于修復(fù)心臟組織的新蛋白質(zhì)混合物。無細(xì)胞療法的發(fā)現(xiàn)可能會(huì)減少許多與干細(xì)胞移植相關(guān)的并發(fā)癥。
蘇海爾說：“研究結(jié)果解決了困擾系統(tǒng)生物學(xué)的一個(gè)基本問題：測(cè)量細(xì)胞如何相互交流?！捌脚_(tái)技術(shù)將開辟一條新的研究和探索路線，它提供了一種獨(dú)特的方法，可以在比現(xiàn)在更深的層次上檢測(cè)細(xì)胞之間是如何相互通信的。”
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