Nature子刊：机械压力是胚胎器官形成的关键因素

　　

德国德累斯顿大学加利福尼亚大学和洛杉矶雪松-西奈Guerin儿童医院的研究小组合作，发现了一种机制，通过这种机制，胚胎细胞组织自己，向周围细胞发送信号，告诉它们去哪里，做什么。虽然科学家们已经知道这些信号中心有一段时间了，但单个细胞如何变成组织者一直是个谜。

直到现在。在《自然细胞生物学》杂志上发表的一篇论文中，研究人员发现，细胞实际上是被压成组织者的。

“我们能够使用微滴技术来弄清楚机械压力的积累是如何影响器官形成的，”共同通讯作者Otger Campàs说，他是加州大学圣巴巴拉分校机械工程的前副教授，目前是德累斯顿工业大学生命卓越物理集群的常务董事、教授和组织动力学主席。

来自同辈的压力

找出细胞在器官形成过程中如何决定成为组织者仍然是胚胎发生研究的中心挑战，也是理解胚胎发育的关键。

“通过了解胚胎如何形成器官，我们可以开始询问先天性畸形儿童出生时出了什么问题，”合著者Ophir Klein医学博士说，他是雪松-西奈Guerin儿童医院的执行主任，也是大卫和梅雷迪思卡普兰儿童健康杰出主席。

基于Campàs先前开发的技术，在发育中的胚胎细胞之间插入微小的液滴，感知细胞相互施加的力，通过对胚胎门牙的观察，研究人员发现压力影响细胞的命运。他们感受到压力，并利用这些信息来组织自己。

加州大学旧金山分校牙科学院的博士后学者Neha Pincha Shroff说，“就像那些玩具会吸收水分然后变大。想象一下，这发生在一个密闭的空间里。在门牙结中发生的事情是，细胞在固定的空间内数量成倍增加，这导致在中心积聚压力，然后成为一群专门的细胞。”

研究人员发现，感受到更强压力的细胞停止生长，并开始发送信号，组织牙齿周围的其他细胞。

胚胎利用这些信号中心中的几个来引导细胞形成组织和器官。这些中心周围的细胞根据它们的位置接收到或强或弱的信号，并做出相应的决定。就像建造摩天大楼或桥梁一样，雕刻我们的器官需要周密的规划、大量的协调和正确的结构力学。在建造桥梁的过程中，这些过程中的任何一个失败都可能是灾难性的，也可能对我们在子宫里成长的时候造成伤害。

“这项工作可能会导致对出生缺陷如何形成和如何预防的进一步研究。”

根据Campàs的说法，了解压力在胚胎发育中的作用为进一步的研究提供了可能性。

“压力在建立信号中心方面发挥了作用，这确实令人兴奋，”他说。“看看机械压力是否或如何影响其他重要的发育过程将是一件有趣的事情。”