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        魚的脊椎盤中的細(xì)胞自我修復(fù)
        
			
        
				2019-06-15 14:37:24
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        杜克大學(xué)的研究人員在斑馬魚的發(fā)育骨架中發(fā)現(xiàn)了一種獨(dú)特的修復(fù)機(jī)制，可以深入了解為什么像人類這樣的長壽生物的脊椎盤隨著年齡而退化。當(dāng)幼魚開始游泳時(shí)，修復(fù)機(jī)制顯然保護(hù)脊柱前體脊椎的充滿液體的細(xì)胞免受機(jī)械應(yīng)力。脊索細(xì)胞繼續(xù)形成椎間盤的凝膠狀中心，扁平的圓形墊子楔入每個(gè)椎骨之間，充當(dāng)脊柱的減震器。
        

        魚的脊椎盤中的細(xì)胞自我修復(fù)
        

        隨著時(shí)間的推移，這些細(xì)胞的消失與退行性椎間盤疾病有關(guān)，這是全世界人類疼痛和殘疾的主要原因。
        

        “不難推測這些相同的修復(fù)和再生機(jī)制在很早的階段就存在于人體中，但隨著時(shí)間的推移會逐漸喪失，”該研究的高級作者，細(xì)胞助理教授Michel Bagnat博士說。杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院的生物學(xué)。“如果我們要考慮促進(jìn)椎間盤再生的技術(shù)，這是我們需要了解的基本生物學(xué)。”
        

        該研究于2017年6月22日在Current Biology上發(fā)表。
        

        Bagnat將脊索比作裝滿水的花園水管。耐寒結(jié)構(gòu)由圍繞一組巨大的充滿液體或“空泡化”細(xì)胞的上皮細(xì)胞鞘組成。在開發(fā)期間，盡管處于恒定的機(jī)械應(yīng)力下，這些空泡化的細(xì)胞很少流行。最近的研究表明，在這些細(xì)胞的質(zhì)膜中形成的稱為細(xì)胞膜穴樣內(nèi)陷(拉丁語為“小洞穴”)的小袋可以提供緩沖或膨脹的緩沖。
        

        為了觀察細(xì)胞膜穴樣內(nèi)陷是否能保護(hù)空泡免于爆裂，他的團(tuán)隊(duì)和來自德國的合作者在其模型生物斑馬魚中產(chǎn)生了三個(gè)洞穴基因的突變體。因?yàn)檫@些小型觀賞魚像胚胎一樣透明，所以科學(xué)家可以很容易地看到由于細(xì)胞膜穴樣內(nèi)陷丟失引起的任何脊柱缺陷。
        

        研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)突變體胚胎孵化并開始游泳，對其不發(fā)達(dá)的骨架施加壓力時(shí)，它們的空泡細(xì)胞開始分裂。雖然這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)了他們的懷疑，但卻發(fā)現(xiàn)了一個(gè)令人費(fèi)解的發(fā)現(xiàn)。“在caveolar突變體中，你可以在脊索上下看到這些連續(xù)的病變，但成熟的脊柱正常形成，”Bagnat說。“這對我們來說非常令人費(fèi)解。”
        

        為了弄清楚這是怎么可能的，主要作者Jamie Garcia和Jennifer Bagwell仔細(xì)研究了突變魚的脊索。他們將空泡細(xì)胞標(biāo)記為綠色，周圍的上皮鞘細(xì)胞呈紅色，然后在孵化后不久拍攝魚并開始游泳。首先，他們可以看到偶爾的空泡細(xì)胞破裂并像水氣球一樣溢出其內(nèi)容物。然后，在十五個(gè)小時(shí)的過程中，附近的上皮鞘細(xì)胞將移入，爬過塌陷細(xì)胞的碎屑，并變成新的空泡細(xì)胞。
        

        他們進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)修復(fù)反應(yīng)是由細(xì)胞內(nèi)容物的釋放引發(fā)的，特別是被稱為核苷酸的基本分子構(gòu)建模塊。研究人員隨后分離了活上皮鞘細(xì)胞，并用核苷酸類似物處理它們，表明它們變成了空泡細(xì)胞。
        

        “這些細(xì)胞位于斑馬魚和人的盤中，似乎能夠控制自己的修復(fù)和再生，”Bagnat說。“也許它是連續(xù)釋放的核苷酸，對于保持椎間盤良好狀態(tài)非常重要。”
        

        該研究不僅可以了解背部和頸部疼痛的發(fā)展，還可以了解癌癥的起源。他們的數(shù)據(jù)表明，當(dāng)上皮鞘細(xì)胞離開脊索并侵入顱骨和其他組織時(shí)，脊索瘤，罕見和侵襲性脊索細(xì)胞腫瘤可能開始。
        
			

			
          
        
			
        
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