保持細胞在一起我們的身體如何抵抗機械壓力
我們的身體由約 30 萬億個細胞組成。這些細胞需要彼此緊密附著以維持我們身體的完整性。然而,我們不斷受到機械壓力,這不斷挑戰我們身體的完整性。細胞如何能夠抵抗機械力以維持我們身體的完整性?為什么當我們在街上摔倒或消化食物時,我們的身體不會崩潰?秘密在于將我們的細胞保持在一起的細胞間粘附裝置。
細胞通過連接相鄰細胞的連接點相互保持。至少已知三種類型的連接:緊密連接、粘附連接和橋粒。先前的研究表明,粘附連接和橋粒在維持我們身體的完整性方面發揮著關鍵作用。然而,迄今為止,緊密連接在抵抗機械應力方面的作用尚未得到證實。
阻礙理解緊密連接作用的原因之一是,由于其關鍵成分的功能重疊,因此很難專門且完全消除其活性。幾年前,該研究小組成功生成了一種特異性且完全缺乏緊密連接膜蛋白claudins和JAM-A的上皮細胞系,并證明這些細胞完全缺乏緊密連接。
在仔細檢查這些細胞時,研究人員發現了一些奇怪的事情。雖然正常細胞總是通過連續的細胞間連接帶相互連接,但在這些細胞中觀察到細胞間連接的零星破壞和碎片。第一作者 Thanh Phuong Nguyen 說:“我們以前從未見過這樣的事情,因此對這個問題感到好奇”。
研究人員決定拍攝一部電影來了解這些細胞中的連接是如何斷裂的,并發現當細胞被拉伸時,連接會斷裂。研究小組進一步表明,緊密連接膜蛋白可調節一種名為 ZO-1 的蛋白質的構象變化,以響應機械力,這表明這種機械傳感器對于細胞抵抗機械應力非常重要。
該研究的首席科學家 Mikio Furuse 表示:“這項研究表明,除了粘附連接和橋粒之外,緊密連接對于細胞抵抗機械應力也很重要。一個有趣的問題是為什么我們需要如此多的結點來抵抗力,以及這些結點如何協作提供機械阻力。我們希望在未來解決這些問題。”
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