Nature：在脊椎动物胚胎的早期阶段，上皮细胞吞噬可快速清除有缺陷的细胞

2021年2月15日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中，来自西班牙巴塞罗那科学技术学院和庞培法布拉大学等研究机构的研究人员揭示新形成的胚胎会清除垂死的细胞，以最大限度地提高其生存机会。这是迄今为止在脊椎动物中发现的先天免疫反应的最早表现。这些发现可能有助于未来的努力，以理解为什么一些胚胎在发育的早期阶段未能形成，并导致新的临床努力，以治疗不孕症或早期流产。相关研究结果于2021年2月10日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Cooperative epithelial phagocytosis enables error correction in the early embryo”。

图片来自Pixabay/CC0 Public Domain。

胚胎在形成后的最初几个小时是脆弱的。快速的细胞分裂和环境压力使得其容易出现细胞错误，进而导致胚胎干细胞的零星死亡。这被认为是植入前胚胎发育失败的主要原因之一。

有机体可以利用专门执行这一功能的免疫细胞清除细胞错误，但新形成的胚胎却不能产生这些专门的细胞。为了了解胚胎是否能在免疫系统形成之前清除垂死的细胞，这些研究人员使用高分辨率延时成像技术监测斑马鱼和小鼠胚胎。作为两种成熟的科学模型，斑马鱼和小鼠经常用于研究脊椎动物发育。

他们发现，上皮细胞---它们一起构成了胚胎表面上的第一个组织---能够识别、摄取并摧毁有缺陷的细胞。这是首次证明这种称为上皮细胞吞噬（epithelial phagocytosis）的生物过程能够清除新形成的脊椎动物胚胎中的缺陷细胞。

论文第一作者兼论文共同通讯作者Esteban Hoijman博士说，“早在器官形成之前，发育中的胚胎最先执行的任务之一就是产生一种保护组织。”

根据Hoijman博士的说法，由于上皮细胞表面存在手臂状突起，上皮细胞吞噬是一个令人惊讶的高效过程。他补充道，“这些细胞机械地合作；就像人们在进餐前在餐桌上分配食物一样，我们发现上皮细胞将有缺陷的细胞推向其他上皮细胞，加快了清除垂死细胞的速度。”

论文共同通讯作者Verena Ruprecht博士说，“在本文中，我们提出了一个新的进化上保守的功能，即在脊椎动物胚胎发生的早期阶段，上皮细胞作为垂死细胞的高效清道夫发挥作用。我们的研究可能会有重要的临床应用，这是因为有朝一日它可能改进生育诊所使用的筛选方法和胚胎质量评估标准。”

根据这些研究人员的说法，胚胎比以前认为的更早地表现出免疫反应，这一发现为进一步探索机械合作作为一种生理组织功能的作用提供了依据。在诸如稳态和组织炎症之类的其他重要的生物过程中，机械合作的作用仍然不为人所知。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1.Esteban Hoijman et al. Cooperative epithelial phagocytosis enables error correction in the early embryo. Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-03200-3.

2.Earliest signs of an immune response found in developing embryos
https://medicalxpress.com/news/2021-02-earliest-immune-response-embryos.html