塞維亞大學細胞生物學系的研究人員在《Nature Communications》發表了一篇文章，證明覆蓋在許多器官外面的上皮細胞採用了一種從未被描述過的幾何形狀，使組織保持平滑曲線。
這是一種盾片構形，它允許器官保持著非常複雜並且穩定的組織形態。專家們說，這些新發現的美麗結構是大自然所賦予的摺疊和彎曲的最佳解決方案。
「上皮細胞好像創造動物的小樂高積木，它們的結構具有多功能性，如抗感染或營養吸收屏障。在胚胎發育過程中，它們是結構簡單的一小堆細胞，最後變為非常複雜的器官。這一過程不僅僅是器官生長的結果，上皮細胞的移動和融合也發揮一定作用，如此器官才能長成特定的形狀，」生物學系的Luisma Escudero解釋道。
目前為止，人們始終認為上皮細胞是一類稜柱形或類似被截斷的金字塔形的基塊。但是，當Escudero等人檢查實驗樣本的上皮曲線時，他們發現這些細胞實際上採用了更複雜的形狀。「當組織形成曲面時，它傾向於最小化能量才能使其更加穩定。我們的生物物理學證據表明，這部分採取了盾片形狀，」研究人員補充說。
直到現在，盾片還未曾被用於細胞形狀描述。研究人員觀察發現，曲線組織採用的正是這種形狀，這使它們看起來像是「扭曲的稜鏡」。
從基礎研究到應用科學
這一課題介於生物學、數學和物理學之間，它對生物醫學來說具有重要意義。具體而言，它可以幫助人們解讀器官發展過程以及這一過程變異可能與什麼疾病有關。
下一步，該課題組的文章作者表示，他們希望找出使細胞保持scutoid形狀的分子基礎，中期目標是嘗試將這些知識應用於人造組織和器官開發，這對生物學和生物醫學來說都還是一個巨大挑戰。
原文標題
Scutoids are a geometrical solution to three-dimensional packing of epithelia