挤压细胞可加速分裂生长 为类器官培养和器官移植开辟新思路

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2020-10-21 15:08

挤压细胞可加速分裂生长 为类器官培养和器官移植开辟新思路

2020年10月19日08:23 来源:科技日报

人与人之间距离越近,交流思想、信息的机会越多。而细胞之间距离靠近,也会有“化学反应”。麻省理工学院和波士顿儿童医院的一项最新研究发现,物理挤压细胞及其内含物,可以使细胞的生长和分裂速度超过正常水平。该研究为类器官培养和再生医学器官移植开辟了新思路,相关论文在线发表于13日的《细胞干细胞》杂志。

虽然挤压生物体使其生长听起来有违常识,但研究小组解释说,挤压的作用是将细胞中的水分“拧”出来,使蛋白质和其他细胞成分也被更紧密地堆积在一起。同时,蛋白质可沿特定信号通路聚集,帮助细胞维持干细胞状态,细胞因此可以快速生长并分裂。

为了研究物理挤压对细胞的影响,研究人员使用不同重量的凝胶对不同类型的细胞进行挤压。报道称,这可使细胞大小发生显著改变,体积压缩到原体积的约10%—30%。他们通过显微镜观察发现,细胞会随着压力的增加而变硬,被挤压的细胞内含物更紧密,活动更少。

麻省理工学院机械工程副教授郭明(音译)及其同事在培养皿中培育了人类结肠类器官,并通过向培养皿中注入聚合物来“挤压”类器官。聚合物的注入增加了每个类器官周围的渗透压,迫使细胞中的水分流出。研究人员观察到,参与激活Wnt通路的特定蛋白质紧密堆积在一起,更有可能激活该信号通路及其调节生长的基因。

研究结果表明,那些被挤压的类器官比没有被挤压的类器官生长得更大、更快,其表面也有更多干细胞。这证明了挤压确实影响类器官生长,细胞的行为可能会因其所含水分多少而改变。

郭明表示,只要简单地挤压细胞,促进其“干细胞化”,可以引导细胞快速培养类器官,如人工肠、结肠等,这不仅为我们提供了研究器官功能和测试各种疾病候选药物的途径,也可应用于再生医学的器官移植。

未来,研究人员将继续探索细胞的“挤压”,并将其作为加快类器官生长的一种方式。他们还可能会用这些人造器官来测试新的个性化药物。

总编辑圈点

这项研究不禁让人联想到医生对我们的一些建议,比如脸上的痘痘不要随便挤,免得留下疤痕;身上偶尔出现淋巴结发炎,不要使劲揉,以免肿得更厉害。挤压导致细胞加速生长,会不会就是其背后的科学原理?除了指导我们日常的卫生习惯之外,从另一个角度来看,这项发现也为再生医学研究提供了重要启发,有望帮助科学家更快、更好地培育人造器官。(实习记者张佳欣)

(责编:许心怡、崔元苑)

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