上皮細(xì)胞如何保持?jǐn)?shù)目恒定?
中國(guó)微生物菌種查詢網(wǎng) 來(lái)源:生物探索 / 2017-02-20 08:37:35
上皮細(xì)胞組成的皮膚覆蓋了內(nèi)部器官,在器官上形成一道保護(hù)屏障,使其可以正常地發(fā)揮作用。不過,上皮中的細(xì)胞以非??斓乃俣雀?。為了維持健康的細(xì)胞密度,分裂和死亡的細(xì)胞數(shù)量必須相同。如果這種平衡被打破,炎性疾病或癌癥就會(huì)發(fā)生。
Huntsman癌癥研究所的JodyRosenblatt博士稱:“如果過多的上皮細(xì)胞死亡,你將失去器官屏障的功能,這樣哮喘和結(jié)腸炎等炎性疾病就會(huì)發(fā)生。另一方面,如果太多的細(xì)胞分裂,那么細(xì)胞就會(huì)過剩,有可能導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。因此,任何一方面的不平衡都是有問題的。”
大約90%的癌癥發(fā)生在覆蓋器官的上皮中。了解哪些因素控制細(xì)胞分裂和死亡,以及這些過程如何關(guān)聯(lián),對(duì)了解癌癥的發(fā)生十分關(guān)鍵。HCI的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了這個(gè)謎題的答案。他們了解到,相反的機(jī)械張力控制了細(xì)胞分裂和細(xì)胞死亡。具體來(lái)說(shuō),拉伸上皮細(xì)胞導(dǎo)致其分裂,而擠壓上皮細(xì)胞導(dǎo)致其排出和死亡。
Rosenblatt表示:“我們的發(fā)現(xiàn)可歸結(jié)為一個(gè)十分簡(jiǎn)單的原則。這都取決于機(jī)械張力。如果細(xì)胞覺得太過擁擠,它們就會(huì)彈出一些細(xì)胞。細(xì)胞的排出使得整塊細(xì)胞又恢復(fù)到它們喜歡的密度?!?
另一方面,研究人員又注意到細(xì)胞在稀疏的區(qū)域發(fā)生分裂。“如果細(xì)胞變得過于稀疏,它們就會(huì)激活細(xì)胞分裂,這個(gè)信號(hào)來(lái)自機(jī)械拉伸,”Rosenblatt解釋說(shuō)?!盀榱藴y(cè)試這一點(diǎn),我們拉伸細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)僅僅一小時(shí)就能觸發(fā)細(xì)胞分裂。這個(gè)過程還表明拉伸是細(xì)胞分裂的正常觸發(fā)器?!?
Rosenblatt的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),細(xì)胞分裂和死亡都是由同一個(gè)蛋白控制的,這就是Piezo1。這個(gè)蛋白質(zhì)能感知擁擠和拉伸,但結(jié)果是完全不同的,這取決于細(xì)胞處于什么狀態(tài)。Piezo1就像一個(gè)調(diào)節(jié)冷熱的恒溫器,通過一個(gè)傳感器去測(cè)量擁擠和拉伸。如果有兩個(gè)獨(dú)立的調(diào)節(jié)器,那么若一個(gè)傳感器出問題,事情可能會(huì)失去控制。
此外,Rosenblatt的團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞周期中的一個(gè)階段,其中細(xì)胞暫停分裂。他說(shuō):“我們一直認(rèn)為,一旦細(xì)胞進(jìn)入一個(gè)分裂周期,它們只能前行通過。不過我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)點(diǎn),其中細(xì)胞暫停下來(lái),等待分裂。這些細(xì)胞已經(jīng)準(zhǔn)備好了一切,但它們?nèi)酝T谀抢?,這是我們沒有預(yù)料到的?!?
Rosenblatt認(rèn)為,通過了解細(xì)胞在正常情況下如何分裂,科學(xué)家將更好地了解上皮細(xì)胞在癌癥中如何分裂?!拔覀冋谔剿鬟@些過程是如何出錯(cuò)的,特別是那些目前仍無(wú)法治療的疾病,比如哮喘和轉(zhuǎn)移性癌癥?!?
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