高风险细胞过程对小肠发育至关重要
一项新的密歇根医学研究发现,胚胎发育过程中错综复杂的细胞舞蹈对正常肠道生长至关重要。
在我们出生之前,超过40%的小肠发育。在成年期,器官的伸展长度超过我们身体的三倍。但在子宫内这个过程的问题可能会导致罕见但致命的疾病,即先天性短肠综合症,这可能导致婴儿期脱水,营养不良和体重减轻。
一项新的研究探讨了发育中的肠道如何在小鼠中生长,发现了令人惊讶的细胞事件序列,类似于一种能够达到适当长度的死亡,高线马戏表现。缺乏协调可能会产生可怕的后果。
Sha Wang博士和她的密歇根医学同事能够在小鼠肠道细胞中实时见证这种错综复杂的编排。小肠或中肠开始是一个快速生长的光滑管。在显微镜下,衬在管子上的薄层细胞 - 称为上皮细胞 - 看起来是层叠的。
以前,科学家认为,通过细胞从这些明显的堆叠移动到一个连续层,管子长得更长。“如果你想一想,如果中肠通过细胞的收敛而延长,那就会牺牲周长(变瘦)。但管子越来越宽,“密歇根大学细胞与发育生物学系研究员Wang说。
相反,她和UM细胞生物学家Deb Gumucio博士和他们的团队能够证明这种伸长可能是由快速细胞分裂驱动的。结果发表在Developmental Cell上。
一个高风险的过程研究小组发现,在中肠发育的第一阶段,细胞非常高大。每个细胞的细胞核在上皮层内从基部(或基部)表面到顶部(或顶部)表面不断移动。
换句话说,有点像飞人艺术家爬上他们的起始平台。“这一运动与细胞分裂有关,”王说。“一旦细胞核位于顶端,细胞将进行有丝分裂并分裂成两个新细胞。”接下来发生的事情至关重要两个新的子核必须使其回到基底层才能重新进入细胞周期。
对于一个子细胞,这个步骤很简单:它的细胞核只是沿着一条长而细的系绳,称为基底过程。另一个小组的工作比较艰巨;它必须在正确的方向上延伸一个称为filopodium的臂状突起,然后它的核可以沿着该路径向下回到基底表面。
分裂和繁荣在仔细检查基础过程后,王注意到这条细长的绳索通常会分成两股 - 一条较长并且系在基部上,另一条较短,可以缩回并消失。
Wang怀疑重吸收细丝可能在细胞质分裂中发挥作用,细胞质构成了每个新子细胞的大部分体内。“最有趣的部分是细胞保持一个基底过程,即一个子细胞,”她说。“另一个细胞需要找到一个回到基底的连接。即使在保持两个基础过程的情况下,仍然只有一个子细胞保留它们。“
Wang假设这样做是为了让一个细胞更灵活地落地 - 但该细胞也面临更大的风险。对于非束缚的细胞而言,从无法训练的细胞中汲取教导,就像生死攸关的问题一样。细胞如何找到自己的方式
该团队怀疑有一些东西可以作为一种定向提示,帮助新形成的细胞知道哪种方式可以扩展其丝状细胞。他们选择了一种名为WNT5A的蛋白质,这种蛋白质可以帮助神经细胞生长出类似轴突的类似物。这种蛋白质从组织发出信号,新的无束细胞将朝向基底层延伸。当Wang移除WNT5A时,细胞无法指向正确的方向并死亡。