2019-09-06 06:17:02
细胞大小问题如何在上皮组织中堆积

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根据Stowers医学研究所最近的一项研究,在所有体表组织中增殖的上皮组织中的小细胞克隆与正常大小的组织的组织方式截然不同。这份来自Matthew Gibson博士实验室的发现细胞于2019年9月5日在线发表,可能有助于更好地理解某些人类疾病的进展。

“许多癌症类型的一个共同特征是肿瘤细胞的多形性 - 或细胞大小和形状的变化,”第一作者和博士后研究助理Subramanian P. Ramanathan博士说。 “尚不清楚的是,不同的细胞大小是否是癌症进展的驱动因素或结果。”

上皮片中的细胞通常通过称为粘合连接的Velcro样结构连接,并具有接近均匀的尺寸分布。结果,通过下降相关的细胞倾向于在称为细胞克隆的马赛克贴片中粘在一起。在果蝇果蝇(Drosophila melanogaster)中,具有较小细胞的上皮细胞克隆可以彼此失去接触并在其邻居中分散。

十年前,吉布森担任博士后研究员时首次观察到携带基因突变的小细胞的惊人扩散。吉布森说:“我对此感到困惑,但却无法理解突变细胞分散在细胞层内的原因。”直到2015年,当Ramanathan加入实验室时,他们才开始将这一观察背后的科学拼凑在一起。

Ramanathan拥有细胞分裂生物力学的背景。他回忆说,“我们对在上皮细胞如何组织的情况下应用我对单细胞力学感兴趣的前景感到非常兴奋。”

“我们最初认为我们将研究细胞分裂及其与交界形成的关系,”吉布森说。 “但根据Subramanian的实验,我们确定Tor细胞分裂并形成一个后来变得不稳定的交界。他能够排除细胞骨架或生物物理解释,并导致对问题的数学处理。”

“尤里卡时刻是肥皂泡实验,”Ramanathan说道,引用了D'Arcy Wentworth Thompson的“On Growth and Form”。 “大约一百年前,汤普森记录了肥皂泡沫和生物组织如何组织的相似性。肥皂细胞以极其可预测的方式生长和收缩。我们发现较小肥皂细胞共有的交界处经常在小细胞分离时崩溃。这是与我们在上皮组织中看到的非常相似,“Ramanathan说。

Ramanathan推断Tor细胞扩散可能是几何后果。 “我们必须让自己相信这就是发生的事情,”他承认道。为了在纯粹的计算机模块框架中进行探索,他们联系了普林斯顿大学的Matej Krajnc博士,他拥有这些模型的经验。 “他很高兴能够调整细胞大小,看看我们是否能够在计算机中看到类似的模式。这确实是我们看到的。”

发育生物学最令人震惊的壮举之一是将上皮片转化为功能上专门的三维结构。为此,上皮系统依赖于细胞之间的均匀性。发育过程通过创造区域特定属性来塑造和塑造上皮细胞,这些特性通常被分子途径驱动。

“在人体中,主要由上皮细胞层构成,我们积累的绝大多数突变不是种系,而是体细胞,因此在性质上是克隆的,”吉布森说。 “在发病机制背景下,由于突变产生克隆效应,我们没有一个框架来思考细胞克隆在周围与周围野生型细胞不同时的行为,但它非常重要。”吉布森实验室继续建立这项研究和相关工作,以了解物理和遗传异质上皮细胞群之间的相互作用。

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