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为何有些细胞能“踩着别人往上爬”?

阅读:434发布时间:2019-2-19

   “胜者为王,败者为寇”不仅是历史名言,在生物学上也成立,比如说一组开始都是相同的细胞,但是其中的一个细胞会开始分泌抑制它身边细胞分化的分子信号,“踩”着其它细胞生长,终产生了差异。

    到目前为止,已知负责这种侧向抑制的信号传导机制是Notch-Delta信号传导途径。

你就是整个细胞群中大的“崽”

    这项研究是在斑马鱼中展开的,斑马鱼卵周围环绕着颗粒细胞,在生长过程中,这群细胞中的一个细胞变得明显不同:它比所有其它细胞都大,这就是这是微孔前体细胞(MPC)。

    研究人员针对这个细胞,开始分析了解MPC如何在所有这种命运的颗粒细胞中被挑选出来的。

    早期实验表明,Notch-Delta信号通路虽然在发育过程中的大多数情况下,负责横向抑制,但并不参与MPC的变化过程。然而,MPC的发展方式和对邻近细胞的影响吸引了研究人员,他们检测这种对空间的争夺是否能起作用。

    研究人员通过他们的实验设置,发育组织中的张力,发现MPC明显压制了它的邻居细胞。之后研究人员去除了MPC,观察其缺失时会发生什么。

    通常,在MPC的发育过程中,信号传导途径YAP/TAZ途径响应机械刺激,在MPC中活性强,在周围细胞中活性较低。一旦研究人员去除MPC,周围细胞中的TAZ蛋白就再次活跃起来。细胞开始再次相互竞争:一个细胞变得越来越大,“赢得”竞争成为新的MPC。

    研究人员说:“这就像是卵细胞发育的自然过程。当我们去除MPC时,另一个细胞将扮演它的角色,再次快速增长并抑制它的邻居细胞。在MPC发育过程中,侧向抑制不是通过Notch途径,而是通过控制TAZ蛋白活性的机械信号介导的。”

为何MPC需要变大
        研究人员也发现了MPC变得如此之大的原因。MPC中的TAZ信号传导不仅触发细胞生长,而且还导致MPC周围的细胞外基质沉积,反过来又通过整合素粘附受体促进MPC内的TAZ活性。这种正反馈循环终导致MPC中的TAZ过度活跃及其快速增长。MPC的大尺寸对于它未来形成卵母细胞的通道至关重要,精*可以通过这个通道到达卵母细胞,进行受精。在TAZ突变的斑马鱼中,MPC不能正常发育。卵子没有通道,精*无法进入它们,因此细胞无法受精,这也就解释了解决了为何这些鱼不育的原因。


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