器官形成的新發(fā)現(xiàn)有助于科學家開發(fā)治療糖尿病癌癥的方法

在一項新研究中，哥本哈根大學的研究人員表明，某種類型的未成熟干細胞(也稱為祖細胞)的發(fā)育取決于特殊蛋白質的數(shù)量以及與體內其他細胞的相互作用。這項新研究剛剛發(fā)表在科學雜志“ 發(fā)育細胞”上。

許多疾病是由某些類型細胞的損失引起的，例如糖尿病中產生胰島素的β細胞或細胞功能障礙，如癌癥。干細胞研究人員多年來一直在努力恢復正常的健康細胞類型。然而，問題是如何誘導干細胞在培養(yǎng)皿中以與在體內相同的方式表現(xiàn)。

更接近可以控制細胞發(fā)育的機制

哥本哈根大學的Semb小組旨在了解如何在胰腺中天然形成產生胰島素的β細胞，以便該過程可以在實驗室中復制。

“我們檢查了胚胎中胰腺發(fā)育過程中有多少祖細胞移動，如果它們到器官內不同區(qū)域(所謂的壁龕)的旅程可以解釋它們最終會變成什么樣。我們發(fā)現(xiàn)在祖先決定它們之前命運，他們走動了很多。我們還可以證明他們在特定利基的運動，他們獲得最終的命運，取決于他們產生多少蛋白質P120ctn。通過了解這種機制，我們可以改進我們的制作方法正確的細胞類型來自培養(yǎng)皿中的干細胞，用于未來細胞替代治療疾病，如1型糖尿病，并獲得如何防止癌癥擴散的新見解，“諾和諾德教授兼執(zhí)行董事Henrik Semb解釋說。干細胞生物學基礎中心，DanStem，哥本哈根大學。

細胞命運取決于細胞的粘性程度

恢復功能失調器官的功能需要了解器官形狀如何出現(xiàn)及其對細胞命運的影響。以前的研究產生了相互矛盾的結果。一些結果表明祖先細胞的未來命運是預先確定的，這意味著它們的命運是在它們最終生態(tài)位之前通過遺傳決定的，而其他結果則表明相反，即它們的命運是在它們在環(huán)境中的最終目的地確定的。

“因此，我們通過更詳細地研究祖細胞如何移動以及它們的運動是否與它們的最終命運相關，我們決定仔細研究這個問題。通過在早期胰腺中記錄熒光標記的單個祖細胞的三維電影，我們意識到祖先細胞在命運決定之前，繼續(xù)改變他們的位置以塑造胰腺的結構，“哥本哈根大學DanStem助理教授Pia Nyeng研究的第一作者解釋說。

這一觀察結果強烈地表明細胞的命運似乎不是預先確定的，而是由它們最終目的地的特定生態(tài)位決定。為了研究如何控制器官中細胞的最終定位，研究人員發(fā)現(xiàn)信號蛋白P120ctn起著重要作用。

“這種蛋白質影響細胞之間的粘附(粘性)。與P120ctn低表達的細胞相比，具有高表達P120ctn的細胞更具粘附性。我們觀察到P120ctn高表達的細胞保留在胰腺的中央部分，而細胞P120ctn的低表達向胰腺的外周部分遷移。為了測試我們的理論，我們通過滅活編碼P120ctn的基因來減少胰腺中部的少數(shù)祖細胞的粘附。通過使用電影來分析這些細胞的行為。我們看到它們遷移到胰腺的外周部分并發(fā)育成產酶的腺泡細胞。“

可能減緩轉移

癌癥的擴散與癌細胞的粘附特性的降低密切相關。粘附性降低使得器官中的癌細胞能夠離開它們來自的生態(tài)位并侵入周圍組織，包括血管，轉移到其他器官。因此，癌癥研究的重點是試圖防止粘連的降低，或恢復癌細胞的高粘附性，而不必擔心這是否會導致比健康細胞更高的粘附。

“我們的實驗表明驅動細胞分離的原因在于它們在粘附方面的內在差異。這表明它不是細胞的粘附特性本身，而是它與相鄰細胞的相對粘附力決定了它們是否會分離(侵入癌癥中的鄰近組織)因此，為了抵消轉移，癌癥治療應該嘗試恢復正常的粘連水平。“

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