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    Nature：重磅
    ！揭示上皮細胞數量維持不變機制
    
        
    
            夕陽紅
            2024-05-23 00:30:50
        
    

        
    
           
    Piezo1（紅色）在細胞稀疏時檢測拉伸度，在細胞過于擁擠時檢測擁擠度
    ，從而控制細胞分裂和死亡
    。圖片來自Swapna Gudipaty
    。
    在一項新的研究中
    ，來自美國猶他大學亨斯邁癌癥研究所（Huntsman Cancer Institute）的研究人員證實上皮細胞如何自然地周轉，從而讓它們的數量在細胞分裂和細胞死亡之間保持不變
    。相關研究結果于2017年2月15日在線發(fā)表在Nature期刊上
    ，論文標題為“Mechanical stretch triggers rapid epithelial cell division through Piezo1”
    。
    上皮細胞組成包被著內臟器官的皮膚和皮膚樣內壁
    ，給器官提供一種保護性屏障，這樣它們能夠正常地發(fā)揮功能
    。上皮組織中的細胞周轉得非常快
    。為了維持健康的細胞密度，相同數量的細胞必須分裂和死亡。如果這種平衡受到破壞
    ，那么炎性疾病或癌癥能夠產生
    。
    論文通信作者
    、猶他大學腫瘤科學副教授
    、亨斯邁癌癥研究所研究員Jody Rosenblatt博士說
    ，“如果太多的上皮細胞死亡
    ，那么你能夠丟失這種器官屏障功能，而且哮喘和結腸炎等炎性疾病就能夠產生
    。另一方面
    ，如果相比于死亡的數量，太多的細胞發(fā)生分裂
    ，那么這能夠導致細胞過多，這會導致腫瘤形成
    。因此
    ，任何一方面失去平衡都會存在問題?div   id="jfovm50"   class="index-wrap">！?/p>
    大約90%的癌癥起源自這種簡單的包被著內臟器官的上皮組織
    。理解在正常情形下是什么控制著細胞分裂和死亡以及這些過程如何存在關聯(lián)對理解這些事件如何發(fā)生異常調節(jié)而促進癌癥產生是必不可少的
    。盡管科學家們之前已研究了針對實驗性觸發(fā)物作出反應的細胞分裂和死亡
    ，但是這些過程是如何自然發(fā)生的仍然是不那么明晰。
    Rosenblatt及其團隊發(fā)現解決這個謎題的答案
    。他們了解相反的機械張力控制著細胞分裂和細胞死亡
    。特別地
    ，他們發(fā)現拉伸上皮細胞導致它們分裂
    ，而讓上皮細胞變得擁擠導致它們擠出和死亡。
    Rosenblatt說
    ，“我們已知道存在某種調節(jié)機制將細胞死亡和分裂過程關聯(lián)在一起
    。我們的發(fā)現歸結為很簡單的原則。這一切都是機械張力
    。如果細胞過于擁擠（擁擠度增加1.6倍），那么它們擠出一些細胞
    ，這些被擠出的細胞隨后會死亡
    。這種細胞擠出能夠讓上皮組織返回到它們喜歡的密度
    。”
    另一方面
    ，這些研究人員注意到細胞在更加稀疏的區(qū)域發(fā)生分裂。他們意識到這些稀疏的區(qū)域正在細胞表面上產生一種拉伸張力
    。
    Rosenblatt解釋道
    ，“如果這些細胞變得過于稀疏，那么它們激活細胞進行分裂
    ，而且這種激活信號來自機械張力
    。為了測試這一點
    ，我們拉伸細胞
    ，結果發(fā)現這種拉伸能夠僅在一個小時內觸發(fā)細胞發(fā)生分裂。這一過程也向我們展示這種拉伸是細胞分裂的一種正常的觸發(fā)物
    ?div   id="jfovm50"   class="index-wrap">！?/p>
    Rosenblatt團隊分析了人結腸細胞、斑馬魚細胞和狗細胞培養(yǎng)物
      。這些細胞發(fā)生分裂的地方總是發(fā)生更大的拉伸，而且這種拉伸度增加了1.6倍
      ，剛好與細胞死亡時的擁擠度相同
      。
    下一個問題是找出是什么導致這些過程發(fā)生。Rosenblatt團隊發(fā)現細胞分裂和死亡是由同一個蛋白Piezo1控制著的
      。
    Rosenblatt說
      ，“基本上
      ，這個相同的蛋白檢測擁擠度和拉伸度
      ，但是依賴于細胞處于哪種狀態(tài)，結果是非常不同的
      。Piezo1類似于一種自動調溫器
      ，能夠調節(jié)著兩個不同的方面。正如自動調溫器能夠調節(jié)冷和熱
      ，讓一種傳感器測量擁擠度和拉伸度也說得通。如果存在兩種獨立的調節(jié)器
      ，那么只要一種調節(jié)器出現問題
      ，事情就會非常快地失去控制
      ?div   id="m50uktp"   class="box-center">  ！?/p>
    除了理解Piezo1如何參與調節(jié)，Rosenblatt團隊也鑒定出細胞周期的一種階段
    ，在此階段，細胞會停下來進行修復
    。
    Rosenblatt解釋道
    ，“我們之前一直認為一旦細胞開始進入分裂周期，那么它們就快速向前推進
    。我們并不知道它們在整個細胞周期會有停頓。但是我們發(fā)現在一個時間點上
    ，這些細胞停頓下來
    ，等待分裂。細胞若要分裂
    ，還需大量事情發(fā)生
    。DNA需要復制，這樣它們能夠一分為二
    ，從而為每個新的子細胞提供與親代細胞相同的DNA。這些細胞為進行分裂準備好所有的事情
    ，但是它們仍然在一個我們之前未曾預料到的步驟停下來
    ，接受調節(jié)。細胞能夠停留下來
    ，等待達到某個大小
    。一旦它們達到這個大小
    ，拉伸會觸發(fā)它們分裂
    。”
    通過認識細胞在正常情形下如何憑自己的力量進行分裂
      ，Rosenblatt認為科學家們將更好地理解在癌癥等情形下
      ，上皮細胞如何在它們不應當進行分裂時發(fā)生分裂。
    她說
      ，“通過理解細胞死亡和分裂如何在正常情形下受到調節(jié)，我們發(fā)現這些過程發(fā)生差錯的新方式
      ，特別是在我們當前并沒有治療方法的疾病當中
      ，如哮喘和轉移性癌癥?div   id="m50uktp"   class="box-center">  ！?/p>

          
    本文地址:http://www.mcys1996.com/jiankang/280210.html.
    
          
    
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