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Nat Commun:机体皮肤如何保护自身免于压力损伤?

来源:本站原创 2019-01-05 11:33

2019年1月5日 讯 /生物谷BIOON/ --皮肤是机体最大的器官,其能够帮助机体有效抵御机械冲击,为了确保这种保护作用,皮肤细胞之间必须紧密连接在一起,长期以来,研究人员并不清楚皮肤细胞如何在分子水平上维持这种机械稳定性。

图片来源:en.wikipedia.org

近日,一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告中,来自慕尼黑大学和斯坦福大学的科学家们通过研究阐明了皮肤中专门的粘附点—细胞桥粒(desmosomes)是如何应对机械压力的,文章中,研究人员设计了一种迷你测定装置,其能检测沿细胞桥粒各个单个组分的作用力,同时他们还阐明了机械力沿着这些结构传播的机制。

皮肤中的细胞能紧密连接在一起

我们的皮肤能保护机体免于外界影响,同时还能抵抗不同的压力,当暴露在巨大压力下,皮肤必须能够保证拉伸,但也不能发生撕裂;为了完成这种机械功能,皮肤细胞就要形成专门的粘附点—桥粒,其能够增强细胞之间的粘附力。

细胞桥粒缺失的患者会遭受严重的皮肤障碍,尤其是在遭遇机械性压力后才会出现,目前研究人员并不清楚其中所涉及的分子机制,以及机械性压力如何影响细胞桥粒的单个组分结构,这项研究中,研究人员就开发出了一种新方法来分析皮肤细胞不同粘附位点的分子机械力。

利用微型弹簧秤来测定细胞桥粒的机械力量

研究者Anna-Lena Cost说道,我们所开发的这种技术的作用方式类似于微型弹簧秤,力量传感器(force sensor)由两种荧光染料组成,其能通过一种可拉伸的肽类相连接,这种肽类能够扮演弹簧的角色,其能被几皮牛的力量所拉伸,随后引发荧光染料辐射率的改变,因此研究人员就能通过显微镜观察这种改变来确定单一结合位点机械力的差异。

这项研究中,研究人员发现,只要没有外力,细胞桥粒就不会受到任何机械压力,如果细胞被拉扯(这在皮肤中经常发生)的话,机械压力就会在桥粒中变得非常明显,这些形式的压力取决于力的大小和方向;最后研究者总结道,当存在低水平的机械压力时,细胞中的其它结构也能够承担这个负担,但如果压力水平过高的话,桥粒就会及时来进行救援。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Andrew J. Price, Anna-Lena Cost, Hanna Ungewiß, et al. Mechanical loading of desmosomes depends on the magnitude and orientation of external stress. Nature Communications, 2018; 9 (1) DOI: 10.1038/s41467-018-07523-0

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