細胞的命運竟然是由“交流”決定的

原創 轉網 轉化醫學網 收錄於話題 #最新研究 765個

本文為轉化醫學網原創，轉載請註明出處

作者：Ashley

導讀：細胞不會獨立做出命運決定。每一個細胞命運的決定都是對環境訊號的反應。在許多情況下，細胞間通訊會改變細胞內部基因調控網路的動態，以啟動細胞命運轉變，但模型很少考慮到這一點。近期研究開發了新的模型且找到了一種更好地理解細胞間通訊如何影響造血幹細胞發育的方法。其交流過程可以極大地改變血細胞型別的形成，而相互靠近的細胞對彼此的命運有更大的影響。

科學家們已經找到了一種方法來證明細胞之間傳遞的生化訊號在決定細胞如何發育方面起著重要作用。

南加州大學文理學院的研究人員發表在12月22日的《Development》雜誌上的文章，題為“A single-cell resolved cell-cell communication model explains lineage commitment in hematopoiesis”。

背景知識

體內所有的細胞都是從幹細胞開始的。

簡單地說，當骨髓中的幹細胞沿著三種途徑中的一種發展成為攜帶氧氣的紅細胞、免疫系統的白細胞或血小板時，血液就形成了。

長期以來，科學家們一直認為細胞之間的交流可以影響它們的命運，但他們在很大程度上發現，直接研究這個問題過於複雜。

細胞可以透過來回傳送生長因子、激素或其他分子來進行交流。

最新動態

南加州大學文理學院的定量和計算生物學助理教授Adam MacLean和博士生候選人Megan Rommelfanger找到了一種更好地理解細胞間通訊如何影響造血幹細胞發育的方法。

科學家們發現，這種交流過程可以極大地改變血細胞型別的形成。他們還發現細胞之間的距離很重要。MacLean說：“我們發現，這種交流過程可以極大地改變血細胞型別的形成，而相互靠近的細胞對彼此的命運有更大的影響。”

解決爭議

研究人員試圖確定是什麼早期因素推動細胞沿著一條或另一條發展路徑發展，他們想知道，細胞內的隨機波動是否足以決定採取哪一條路徑。許多模型都認為是這樣的，但最近的突破性研究表明，隨機波動是不夠的，還有其他因素驅動細胞走向它們的命運。

重要性

在研究幹細胞的同時，這項研究可以幫助科學家瞭解癌症是如何發生的。例如，當某些白細胞開始失控地生長和積累時，就會患上白血病。確定促使細胞走向癌症的因素可以為預防和治療開闢道路。

MacLean說：“通過了解血細胞命運的決定是如何做出的，我們離能夠識別白血病細胞的起源就更近了一步，在理論上，我們可以設計策略來控制或改變細胞命運的決定，並阻止癌症的發展。”

這項研究可能有助於改善骨髓移植等癌症治療方法。骨髓移植（BMT）是將健康捐贈者的骨髓和幹細胞注入癌症和骨髓已經被化療和放療消滅的白血病和淋巴瘤患者體內。儘管它取得了成功，科學家和臨床醫生仍然不完全確定BMT是如何工作的。MacLean說：“正如我們的研究所提供的，更好地理解幹細胞的命運決定，可以為改善這些疾病的臨床結果提供新的見解。”

MacLean和Rommelfanger開發的模型似乎完全結束了這場爭論。他們表明，細胞間的通訊，事實上，是決定細胞沿著特定路徑移動的因素。

超出血液

這個新模型的重要意義超出了血液系統。

MacLean說：“我們的模型是廣泛適用的，所以研究其他型別細胞的研究人員可以應用它來發現其他細胞之間的通訊可能有多重要。”

下一步

MacLean稱，細胞間的通訊在決定細胞命運方面的作用還處於初期階段，但進一步的實驗和未來的技術將這些新型資料與複雜的模型整合起來，應該有助於拓展理解。

此外，該團隊正在開發方法來研究參與細胞命運決定的關鍵基因的調控，這將進一步推進他們的整體理論模型。

參考資料：

https：//phys。org/news/2021-12-cells-major-role-fate。html

注：本文旨在介紹醫學研究進展，不能作為治療方案參考。如需獲得健康指導，請至正規醫院就診。