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        團(tuán)隊(duì)揭示了三維組織形成的潛在機(jī)制
        
			
        
				2019-03-04 10:35:50
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        如果你想建立一個移植器官，你需要考慮三維。使用干細(xì)胞，科學(xué)家現(xiàn)在能夠在實(shí)驗(yàn)室中生長器官的一部分，但這與構(gòu)建完全成形的，功能性的三維器官相差甚遠(yuǎn)。對于再生醫(yī)學(xué)和發(fā)育生物學(xué)的學(xué)生來說，這就是理解細(xì)胞如何彎曲和移動以形成器官和身體組織的原因。京都大學(xué)邊境生命和醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所的一個團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)對接受機(jī)械應(yīng)變的細(xì)胞如何形成眼球形結(jié)構(gòu)有了新的認(rèn)識。
        

        團(tuán)隊(duì)揭示了三維組織形成的潛在機(jī)制
        

        在“ 科學(xué)進(jìn)展”雜志上發(fā)表的研究小組發(fā)現(xiàn)，通過感知整個組織變形產(chǎn)生的機(jī)械力，單個細(xì)胞一起形成一個原始的杯狀結(jié)構(gòu) - 一個“視杯”。“過去，我們通過培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞ES細(xì)胞成功制造了視杯。為了形成球體，組織需要首先從原始腦組織突出，然后在內(nèi)部內(nèi)陷，”第一作者Satoru Okuda解釋道。
        

        “但個別細(xì)胞如何感知和調(diào)節(jié)自身以形成這種形狀尚不清楚。”
        

        該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種計(jì)算模擬，可以計(jì)算三維組織結(jié)構(gòu)的形成。利用這些知識和過去的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，他們構(gòu)建了一個虛擬的前驅(qū)眼，并能夠預(yù)測驅(qū)動球形細(xì)胞的物理學(xué)。
        

        他們的發(fā)現(xiàn)表明，在視杯形成期間，產(chǎn)生細(xì)胞分化模式 - 將細(xì)胞推入杯形 - 導(dǎo)致一部分細(xì)胞自發(fā)地折疊到組織中。由“自彎曲”引起的這種力傳播到邊界區(qū)域，其中其他細(xì)胞感知到應(yīng)變。
        

        “組織變形和光學(xué)杯邊界上的應(yīng)變的組合產(chǎn)生一個鉸鏈，進(jìn)一步推動彎曲細(xì)胞，”奧田繼續(xù)說，“導(dǎo)致杯狀結(jié)構(gòu)。下一步是使用實(shí)際驗(yàn)證這個預(yù)測ES細(xì)胞。“
        

        利用培養(yǎng)的小鼠ES 細(xì)胞，該團(tuán)隊(duì)在特定點(diǎn)上應(yīng)用機(jī)械應(yīng)變，并很高興地發(fā)現(xiàn)他們在模擬中預(yù)測的鈣響應(yīng)，機(jī)械反饋和細(xì)胞形狀變化。
        

        這些發(fā)現(xiàn)揭示了機(jī)械力在塑造器官中的新作用，這對于形成復(fù)雜組織至關(guān)重要，即使在培養(yǎng)皿中也是如此。該團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)調(diào)查這些力量，尋求繼續(xù)推進(jìn)再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
        

        “雖然我們的研究顯示了控制體外器官形狀的可能性 - 使用基于預(yù)測 - 當(dāng)前技術(shù)的適當(dāng)機(jī)械刺激仍然有限，”首席科學(xué)家Mototsugu Eiraku總結(jié)道。
        

        “我們希望提高模擬的預(yù)測準(zhǔn)確性，并在未來重建更復(fù)雜的組織和器官。”
        
			

			
          
        
			
        
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