Science:研究揭示細胞是走迷宮高手

2020-09-10 全國產經平臺

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2020年8月28日,來自英國多個研究機構的研究人員在Science期刊上發表研究成果「Seeing around corners: Cells solve mazes and respond at a distance using attractant breakdown」,該研究揭示了細胞在複雜環境中進行長距離遷移的機制。

當身體受傷時,例如被針頭戳傷,免疫系統的反應是派遣白細胞來殺死任何可能試圖通過傷口進入體內的細菌。但是細胞通過什麼方式找到傷口的呢?先前的研究已表明,細胞利用體內稱為化學吸引劑(chemoattractant)的化學物質來進行短距離導航。但是,在發育和轉移過程中,細胞會進行長距離的遷移,這種遷移通常由趨化性所指導,但是僅僅研究源頭和下遊之間的簡單趨化性梯度無法細緻的描述這種遷移活動。

在這項研究中,研究人員發現,細胞可以將周圍吸引它們的趨化因子進行降解形成濃度梯度,從而向前進行移動。基於此模型,研究人員還發現,當細胞在遷移途中出現岔路時,如果一條路徑是「死胡同」,由於其趨化因子被降解濃度變低,後續的細胞更容易選擇其他的道路進行遷移,從而使得細胞可以遷移到遠方。

圖片來自Science, 2020, doi:10.1126/science.aay9792

該研究對許多生理髮育過程,以及病理過程具有重要意義。該成果為深入了解哺乳動物胚胎發育的早期過程,以及癌細胞的轉移提供了新的研究窗口。

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    ▲細胞不但能走出迷宮,還會尋找最短的路徑(圖片來源:參考資料[1];不同顏色代表不同的時間,藍色代表進入迷宮的早期,紅色代表後期)基於這些問題,研究人員們對「趨化性」模型進行了優化,指出細胞可以將周圍吸引它們的趨化分子進行降解,人為創造更強的濃度梯度出來。
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