发布时间:2013-07-15 10:01 原文链接: Nature聚焦细胞的生存之战

  来自西班牙马德里的国立心血管病研究中心(CNIC)的研究人员发现,在哺乳动物发育的早期阶段,胚胎细胞发动了一场生存之战。通过这场战斗,不太活跃的细胞会被较强的姊妹细胞所淘汰。这项研究工作在线发表在7月10日的《自然》(Nature)杂志上。

  这一称之为细胞竞争(cell competition)的现象发生于确定的时间窗,小鼠则是在发育的第3-7天。该研究的领导者、CNIC心血管发育和修复系主任Miguel Torres博士说,在这段时期内所有的胚胎细胞彼此竞争。

  “借助于细胞竞争,理论上发育生物体选择出了更有能力的细胞,支持个体整个生命过程的重要功能,由此使自身达到最佳状态,”Claveria博士说。根据作者们所说,这对于像人类一样的长寿生物体尤其具有重要意义,因为它们的组织必须终生维持功能。

  Miguel Torres博士解释说,当细胞竞争被阻止之时,通常会战败的细胞现在可以促使生成新生物体。“但我们认为,相比于在正常情况下形成的生物体,这种生物体的能力可能要差一些。在某种意义上说,它的能力是不足的。这将是未来几年里我们饶有兴趣解答的一个问题。”

  事实上,研究人员已能够提前确定哪些细胞会赢得这场战役:那些Myc蛋白水平较高的细胞。Myc是细胞代谢能力的一个重要调控因子。利用他们开发的一种新技术来生成遗传嵌合体(mosaic),研究人员还能够通过操纵细胞内的Myc蛋白水平,从而改变战斗的结局。

  Claveria和Torres认为,研究表明了早期胚胎是由Myc水平存在极大差异的细胞组成的嵌合体。了解到那些死了的细胞也是有活力的细胞,非常重要。“它们被清除,只是因为胚胎有更加适合的细胞能够替代它们,因此这是一种优化机制,而非修复机制。”

  这项研究工作一个有趣的方面在于,研究人员发现这场战斗并没有浪费细胞资源;战胜细胞会吞噬和消化战败的濒死细胞,回收并利用所有的营养物质,让胚胎受益。这项研究为近40年前西班牙科学家Ginés Morata和Pedro Ripoll提出的一些问题提供了答案。1975年,Morata和Ripoll在果蝇中发现了细胞竞争。在那时候,研究人员通过实验操作描述了果蝇的翅膀中的这一现象。自那以后,一直有人提出细胞竞争与包括肿瘤进展及组织再生在内的多种过程相关;然而直到这项新研究中,科学家们才描述了它的自然功能。

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