注意缝隙:科学家了解细胞如何形成和修复紧密连接

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上皮细胞

上皮细胞,如小肠上皮细胞,能形成保护屏障。

人体有 70% 是水,但我们不会像花园里扎破的水管那样漏水,这一点是十分不可思议的。我们应该感谢表皮细胞,让我们的内部和外部均保持紧密密封。

上皮细胞结合在一起形成扁平、连续的壁。这些壁排列在身体内外两侧。它们不仅保证重要的体液不会从体内流失,还能防止有害微生物进入体内。

上皮组织是在胚胎发育过程中形成的,必须在整个生命过程中进行维护和修复。这些保护层的建立和维持需要上皮细胞经历所谓的上皮间质转化 (EMT)。在 EMT 过程中,上皮细胞彼此分离,迁移到需要填补的组织间隙中。EMT 对胚胎形成和组织修复至关重要,但它也可能导致纤维化和癌症等疾病问题。

Developmental Biology Program
Our investigators study the mechanisms that control cell proliferation, cell differentiation, tissue patterning, and tissue morphogenesis.
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斯隆凯特琳研究所的科学家现在已经确定了上皮细胞如何进行 EMT。来自 SKI 主任 Joan Massagué 实验室的 Jessie Su 及其同事,与 SKI Kat Hadjantonakis 实验室开展合作,探究 EMT 最有效的激活剂-激素转化生长因子 ß (TGF-ß) 如何在特定情况下触发并调整每个 EMT 过程。

研究人员发现,TGF-ß 通过一种叫做 SMAD 和 RREB 的信使分子的组合作用,在胚胎和成体细胞中协调 EMT 过程。在胚胎细胞中,SMAD 和 RREB 触发了发育中的 EMT。此时正是上皮细胞(现在处于间充质状态)迁移和分化形成胚胎的新部分的时候。此时正是上皮细胞(现在处于间充质状态)迁移和分化形成胚胎的新部分的时候。

在成人上皮细胞中,SMAD 和 RREB 触发了纤维化 EMT 过程。此时上皮细胞发生迁移,并同时触发胶原蛋白产生以修复受损组织。当缺乏适当调节时,这一至关重要过程可能会成为一个问题。因为沉积在某一区域的过量胶原蛋白会导致纤维化或瘢痕形成。肺纤维化和肾纤维化是破坏和削弱这些器官正常功能的主要医学问题。而在癌症中,发生在肿瘤内部的纤维化会促进肿瘤的生长和扩散。

1 月 8 日发表在《自然》杂志 (Nature) 上的新研究结果将有助于开发治疗这些疾病的抗纤维化疗法。

这项工作获得了美国国立卫生研究院的资助 (R01CA34610, P01-CA129243, R01DK084391, R01HD094868, P30-CA008748)。苏博士获得了 AACR 基础癌症研究基金和 Charles H. Revson 生物医学科学高级研究基金的资助。其他资金由维康信托基金会、国家癌症研究所和达蒙·鲁尼恩癌症研究基金会提供。Massagué 博士任职于科学顾问委员会,并持有 Scholar Rock 公司股票。