Nature揭示全新的细胞通讯方式

　　

生物通报道：在篮球、手球、橄榄球这样的团队运动中，队员们都会凑在一起秘密地决定战术。欧洲分子生物学实验室（EMBL）的科学家们发现，细胞也有着类似的行为，它们会挤在一起以便在有限群体中相互交流。这项发表在Nature杂志上的研究首次向人们展示，细胞的组织形式会影响它们之间的通讯。研究人员是在斑马鱼发育过程中发现这一现象的，不过他们认为这个现象应该相当广泛，能影响损伤修复、器官形成甚至癌症。

“这些挤做一团的细胞，交换着只属于这个群体的信号，”文章的第一作者Sevi Durdu说。

Durdu对斑马鱼进行研究时发现，将发育成侧线（lateral line）的细胞有着特殊的行为，斑马鱼的一系列侧线器官可以感知水压的改变。在斑马鱼的发育过程中，这些细胞沿着体侧向前移动，到达特定位点时一部分细胞停下脚步并挤成一团，最终发展成一个侧线器官。其余细胞继续向前移动，到达下一个位点时又有一群细胞停下来形成器官。停下脚步的细胞会出现形态改变，从扁平变为泪珠状，它们聚在一起就像大蒜的蒜瓣一样。Durdu发现，这些“蒜瓣”簇拥着一个共享空间，能捕获细胞通讯分子。

“一般情况下，FGF是一种长距离通讯信号，”文章的资深作者Darren Gilmour说。“聚集在一起的细胞能够共享内腔捕获和浓缩的FGF信号，做出有别于其他细胞的决定（比如说停止移动）。”

研究显示，共享的内腔起到了关键性的作用，能决定细胞群于何时何地停止迁移。当研究人员提高FGF的浓度时，细胞停得更加突然，形成的侧线器官距离更近。当研究人员降低FGF的水平时，细胞迁移得更远，形成的侧线器官间距更大。（延伸阅读：Cell：“致命”的细胞通讯）

“我们机体中的大多数器官是由上皮细胞组成的，而上皮细胞都有这样的行为。可以想见，这种内腔可能出现在机体的许多不同位置，只要细胞需要进行自我组织和交流，” Gilmour说。

研究人员打破斑马鱼胚胎中的这种细胞团，使FGF流出。这时，群体中的细胞无法再进行有效交流。他们认为，组织形式对细胞通讯的这种影响，在创伤修复中起到了一定的作用。当皮肤被划伤时，“站立”的细胞“躺下来”开始向前爬行。从本质上看，就是局部细胞团破裂导致细胞改变了自己的行为。此外，体外培养类器官可能也属于这种过程，细胞自我组织形成类器官结构时，最开始形成的就是内腔。

 

生物通编辑：叶予

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Luminal signalling links cell communication to tissue architecture during organogenesis.