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Science:修复面部缺陷有戏!发现神经嵴细胞从头部后面迁移到前面

来源:本站原创 2018-10-21 22:30

2018年10月21日/生物谷BIOON/---诸如腭裂和面部麻痹之类的面部缺陷占全球所有出生缺陷(每年320万例)的三分之一,并且是婴儿死亡的主要原因。在一项新的研究中,来自英国和西班牙的研究人员发现形成面部特征的胚胎干细胞,称为神经嵴细胞(neural crest cell),使用一种意想不到的机制,从头部后面移动到前面,从而定植在面部中。这一发现可能有助于了解面部缺陷是如何形成的,从而让人们更接近一步修复胚胎中的颅面畸形(craniofacial malformation)。这种新的机制可能在其他的涉及细胞运动的过程(比如转移过程中的癌症浸润或伤口愈合)中起着重要的作用,这可能为开发出新的疗法铺平了道路。相关研究结果发表在2018年10月19日的Science期刊上,论文标题为“Supracellular contraction at the rear of neural crest cell groups drives collective chemotaxis”。论文通信作者为英国伦敦大学学院细胞与发育生物学教授Roberto Mayor。论文第一作者为伦敦大学学院的Adam Shellard和 András Szabó。
Mayor说,“我们的发现解决了科学界中的一个长期存在的关于细胞如何移动的问题。传统的解释将这个过程比作为火车移动:火车前部有一个发动机产生动力,拉动其余部分前进。我们吃惊地发现移动细胞的发动机位于后面而不是前面。”

这具有重要的意义,这是因为任何基于改变细胞运动来修复面部畸形、改善伤口愈合或抑制癌症转移的新型疗法应当靶向位于后面的细胞而不是传统上靶向的位于前面的细胞。

Mayor说,“在子宫内,神经嵴细胞需要从头部的后面迁移到前面才能形成面部。我们第一次确定了这种迁移是如何发生的,它看起来类似于你从牙膏管的后面挤压牙膏,将牙膏内含物挤到牙膏管的前面。”

在这项新的研究中,这些研究人员研究了青蛙和鱼类的胚胎,这是因为它们的神经嵴细胞的行为方式与人类相似,而且它们的运动经常用于研究癌症扩散。此外,能够在不造成伤害的情形下研究青蛙和鱼类的胚胎发育。通过利用光遗传学技术,他们使用光来控制神经嵴细胞簇的行为。在鉴定出包围着神经嵴细胞簇的可拉伸的肌动球蛋白环(actomyosin ring)以及这种肌动球蛋白环发生收缩从而导致神经嵴细胞簇移动之后,他们发现位于胚胎后面的神经嵴细胞接受激光束照射时,它们在肌动球蛋白环的作用下发生收缩,从而向面部移动。

Shellard说,“通过阐明面部是如何产生的,我们能够开始研究这个过程如何不完全或不同地发生从而导致面部缺陷,并希望找到阻止这些有害缺陷产生的方法。” (生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Adam Shellard1, András Szabó1, Xavier Trepat et al. Supracellular contraction at the rear of neural crest cell groups drives collective chemotaxis. Science, 19 October 2018, 362(6412):339-343, doi:10.1126/science.aau3301.

Igor Adameyko. Supracellular contractions propel migration. Science, 19 October 2018, 362(6412):290-291, doi:10.1126/science.aav3376.

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