▎学术经纬/报导
今天,最新一期《科学》杂志践约上线。在多篇论文中,一项研讨得到了《科学》的特别重视——专文评述指出,正是因为这项研讨,咱们才得以发现,关于肠道细胞的一个干流模型,咱们或许错了几十年……
今天《科学》官网上线专文评述,指出该研讨挑战了长久以来的观念(图片来历:《科学》官网截图)
先来说说这个干流模型。咱们知道,小肠里有许多绒毛,它们是人体吸收养分的重要场所。在显微镜下,每一根绒毛都由很多细胞组成。其间坐落绒毛最外层的,便是上皮细胞。
小肠绒毛的结构示意图,最外层的便是上皮细胞(图片来历:BallenaBlanca [CC BY-SA 4.0])
这些上皮细胞是怎样发生的呢?曩昔几十年里,绝大多数科学家认同这样一个观念:在每根绒毛的底部,有一些具有干细胞活性的细胞。它们会不断分解和割裂,发生新的细胞。这些新发生的细胞会把年岁较大的细胞“往上顶”,从绒毛底部一向“顶”到顶部。在绒毛顶部,那些老化的上皮细胞则会逐步掉落,为后来人腾出方位。
曩昔的干流观念以为,底部的细胞不断割裂,推进上皮细胞往绒毛顶部移动(图片来历:参考资料[3])
这个动态的模型是如此美丽,以至于人们未经太多验证,就纷繁将其认作为实在。但是,一支来自法国和奥地利的跨国团队却在本研讨中指出,新的上皮细胞并非是被“被迫”地顶上绒毛顶部,而是“自动”爬上去的!
而证明这一观念的多个试验,被《科学》杂志的专文点评为“引人入胜”。
在第一个试验里,研讨人员们运用一种叫做羟基脲(hydroxyurea)的药物,来时间短按捺细胞割裂。按曩昔的干流模型,假如新割裂出的细胞是把上皮细胞“顶上去”的源动力,那么按捺细胞割裂,咱们应该看到这些绒毛上皮细胞停在原处,或是移动的速度大大怠慢。
按捺细胞割裂,并不影响上皮细胞的移动(图片来历:参考资料[1])
但是试验成果却标明,按捺新细胞的构成,并不会影响上皮细胞向绒毛顶部的移动。也便是说,它们并不是被迫地被新细胞给“顶上去”的。
第二个试验里,研讨人员们给一些上皮细胞加上了绿色荧光蛋白符号,好实时调查它们的移动。在曩昔的干流模型看来,因为只要绒毛底部会不断构成新细胞,因而越挨近绒毛顶部,来自新细胞的推进力也会越弱。但是通过显微镜调查与数学分析,研讨人员们却发现,这些上皮细胞居然会加快前往小肠绒毛顶部,这也与干流模型的猜测不符。
研讨人员们运用绿色荧光蛋白符号不同的细胞,追寻它们的移动(图片来历:参考资料[2])
归纳这两个发现,这支科研团队估测,上皮细胞在小肠绒毛上并非被迫移动,而是自动移动。
接下来的研讨则找到了背面的机理——研讨人员们发现,一种细胞骨架蛋白主导了上皮细胞的移动。它们会让上皮细胞“伸出小脚”,一步一步往上爬。假如运用化学药品,不让上皮细胞“迈出脚”,它们也就失去了移动才能。
细胞骨架蛋白会让上皮细胞伸出“小脚”,一步步往上爬(图片来历:参考资料[1])
在总结中,《科学》杂志的专文指出,该研讨的成果“出其不意”,却也反映了咱们在这一范畴多年来的“忽视”。
从使用远景来看,精确了解小肠绒毛上皮细胞的移动机制,有望让咱们更好地找到相关疾病的发病机理。而从科研视点来看,这个发现也再次提示咱们,契合调查成果的模型,未必便是最正确的模型。在了解天然方面,咱们还有很长的路要走。
本研讨提出的新模型(图片来历:参考资料[1])
参考资料:
[1] Denis Krndija et al., (2019), Active cell migration is critical for steady-state epithelial turnover in the gut, Science, DOI: 10.1126/science.aau3429
[2] Marnix Jansen (2019), Marching out of the crypt, Science, DOI: 10.1126/science.aay5861
[3] Hazel Cheng and C. P. Leblond (1974), Origin, differentiation and renewal of the four main epithelial cell types in the mouse small intestine V. Unitarian theory of the origin of the four epithelial cell types, Developmental Dynamics, DOI: https://doi.org/10.1002/aja.1001410407