这一发现为细胞如何运动提供了新的线索

时间:2020-01-27 19:59 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

这一发现为细胞如何运动提供了新的线索

当我们割伤皮肤时,成群的细胞会成群结队地涌向伤口愈合处。

但是,这种细胞集体运动的复杂机制——每个细胞与其相邻细胞之间的重新排列促进了这种运动——使得研究人员很难解释到底是什么推动了这种运动。

威斯康辛大学麦迪逊分校的工程物理学助理教授Jacob Notbohm说:“如果我们能够了解导致细胞迁移的关键因素,那么我们也许就能开发出加速伤口愈合的新疗法。”

Notbohm和博士生Aashrith Saraswathibhatla最近有了一个令人惊讶的发现,这个发现为细胞集体迁移的发生提供了新的线索。他们今天在《物理评论X》杂志上详细介绍了他们的发现。

通过实验,他们发现每个细胞作用于细胞表面的力——换句话说,牵引力——是控制细胞形状和运动的主要物理因素。

Notbohm说这个意外的发现为最近的理论模型提供了一个新的解释。

研究人员已经知道,细胞的形状在它们如何重新排列和集体迁移中起着重要的作用。例如,单层内的圆形细胞不容易与相邻细胞交换位置;试想一下,你被困在一个拥挤的人群中,无法移动。

另一方面,具有更细长形状的细胞可以轻易地滑过相邻的细胞。

“这些细长的细胞可以无限排列,所以它们很容易重新排列。这促进了集体的运动,”Notbohm说。

由于拉长的细胞有更大的周长,大多数计算机模型已经预测出每个细胞外围的力是决定其形状的最重要因素。

Notbohm和Saraswathibhatla开始在实验室中测试这一理论。

他们的实验使用荧光成像技术来评估单层上皮细胞(一种排列在身体表面像皮肤和血管的细胞)中每个细胞外围的力量。他们还将这些细胞置于软凝胶表面,并分析了细胞在软凝胶表面迁移时凝胶是如何变形的。凝胶试验使他们能够量化牵引力,即细胞对表面的拉力。

此外,他们使用化学物质来减少或增加每个细胞产生的力,并研究这些变化的影响。

最后,Notbohm说,他们的实验表明,事实上,细胞对其表面施加的力主要控制其形状。

“这很令人惊讶,因为影响细胞周长的关键因素是在细胞下面。它们根本不在细胞的边缘,”他说。

现在,他们可以专注于重要的事情。着眼于细胞-基质界面,Notbohm希望在这一领域取得进一步的进展。

“好消息是,一般现象的模型仍然是正确的。这一发现改变了我们对这一理论的理解。“这真的很重要,因为为了最终开发出加速伤口愈合的新干预手段,你需要了解细胞中影响其形状和运动的关键因素。”

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