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根據(jù)12日發(fā)表在《自然》雜志上的新研究,美國加州大學(xué)舊金山分校的研究人員設(shè)計(jì)出了一種類似于“細(xì)胞膠水”的分子,使他們能夠精確地指示細(xì)胞之間的結(jié)合方式。這一成果標(biāo)志著人們向構(gòu)建組織和器官邁出了重要一步,而構(gòu)建組織和器官是再生醫(yī)學(xué)長期尋求的目標(biāo)。
黏附分子在人體內(nèi)十分普遍,它們以高度有序的方式將數(shù)十萬億個(gè)細(xì)胞聚集在一起,形成特定結(jié)構(gòu),創(chuàng)建神經(jīng)元回路,并引導(dǎo)免疫細(xì)胞到達(dá)它們的目標(biāo)。這種黏附還促進(jìn)了細(xì)胞之間的交流,使身體作為一個(gè)自我調(diào)節(jié)的整體發(fā)揮作用。
此次,研究人員設(shè)計(jì)了含有定制黏附分子的細(xì)胞,能以可預(yù)測的方式與特定的伙伴細(xì)胞結(jié)合,形成復(fù)雜的多細(xì)胞集合。
“我們能夠以一種可控的方式來設(shè)計(jì)細(xì)胞集合,控制不同細(xì)胞之間相互作用的方式性質(zhì)。”加州大學(xué)舊金山分校細(xì)胞設(shè)計(jì)研究所主任溫德爾·林博士說,“這為構(gòu)建組織和器官等新型結(jié)構(gòu)打開了大門?!?/p>
身體組織和器官在胎兒還在子宮時(shí)就開始形成,并在童年期間繼續(xù)發(fā)育。到成年時(shí),指導(dǎo)這些過程的許多分子指令已經(jīng)消失,一些組織,如神經(jīng),無法從損傷或疾病中愈合。研究人員希望通過改造成體細(xì)胞建立新的連接來克服這一點(diǎn)。但要做到這一點(diǎn),需要有一種精確設(shè)計(jì)細(xì)胞相互作用方式的能力。
為了指導(dǎo)細(xì)胞結(jié)合的質(zhì)量,研究人員將它們的黏附分子設(shè)計(jì)成兩個(gè)部分。分子的一部分充當(dāng)細(xì)胞外部的受體,決定它將與哪些細(xì)胞相互作用;第二部分在細(xì)胞內(nèi)部,調(diào)節(jié)形成的鍵的強(qiáng)度。這兩個(gè)部分能以模塊化的方式混合和匹配,創(chuàng)建一組定制的細(xì)胞,以不同的方式實(shí)現(xiàn)各種細(xì)胞類型的結(jié)合。
細(xì)胞黏附是動(dòng)物和其他多細(xì)胞生物體進(jìn)化中的一個(gè)關(guān)鍵發(fā)展,定制的黏附分子可能會(huì)使人們更深入地了解從單細(xì)胞生物體到多細(xì)胞生物體的進(jìn)化之路是如何開始的。
【總編輯圈點(diǎn)】
黏附分子使細(xì)胞和細(xì)胞間、細(xì)胞和基質(zhì)間或細(xì)胞—基質(zhì)—細(xì)胞間發(fā)生黏附,細(xì)胞彼此結(jié)合,或緊密或疏離,發(fā)揮各自專長和不同作用。人類如果想自行設(shè)計(jì)更復(fù)雜的細(xì)胞結(jié)構(gòu),就需要這種神奇的“細(xì)胞膠水”,它能與合適的伙伴細(xì)胞結(jié)合,形成我們所需要的多細(xì)胞集合。建立連接,便有了重建的可能性,比如一旦損傷就無法愈合的神經(jīng)細(xì)胞,或許也能從這種結(jié)合能力中看到恢復(fù)的希望。它不僅在臨床上頗有前途,定制的黏附分子還能增進(jìn)人們對(duì)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和生物進(jìn)化的理解。