康涅狄格大學(xué)牙科學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了一項新技術(shù)，可以實時記錄細胞交流——更深入地了解細胞分泌的動態(tài)，更好地了解細胞如何修復(fù)組織。
在今天發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上的一項研究中，牙科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系助理教授Kshitiz Gupta(只是他的名字)和博士后研究員Yashir Suhail解鎖了這一突破性技術(shù)平臺。
現(xiàn)在，科學(xué)家第一次可以記錄細胞的實時通訊，這為細胞治療和細胞生物學(xué)其他領(lǐng)域的新發(fā)展打開了閘門。
細胞-就像人類一樣-保持相互交流。當人類交換單詞時，細胞通過分泌蛋白質(zhì)并相應(yīng)地改變它們的行為來傳遞和接收信息。當我們聽人們互相交談時，我們可以理解如何把單詞變成句子，以及如何來回交換它們。然而，當涉及到記錄小區(qū)之間的通信時，會話的關(guān)鍵特征在很大程度上是未知的。
細胞之間的交流是維持身體大部分功能所必需的，它還可以幫助身體對外部線索——如疾病或傷害——做出正確的反應(yīng)。目前的技術(shù)只允許對這些蛋白質(zhì)分泌物進行大量的快照。
“這類似于檢測句子中的單詞，但你不知道它們的位置、變形和信息的語氣，”Kshitiz說。他補充說，在目前的調(diào)查結(jié)果之前，對細胞間交流語言的理解非常有限，沒有捕捉到所涉及的信息傳遞的復(fù)雜性。
利用微流體和計算機建模的結(jié)合，研究人員創(chuàng)建了一個深度記錄細胞信息的平臺，并揭示了這些細胞間對話中單詞和信息的精確排列。
在這項由美國心臟協(xié)會和國家癌癥研究所資助的研究中，Kshitiz和他的團隊研究了骨髓干細胞，這些干細胞可用于治療心肌梗死，即通常所說的心臟病發(fā)作。研究人員利用這個平臺記錄了這些干細胞分泌的蛋白質(zhì)以及這些分泌物隨時間的變化。
這些信息被用來制造蛋白質(zhì)混合物，導(dǎo)致了第二個發(fā)現(xiàn)——在不使用干細胞的情況下幫助治療損傷的可能性。因為研究人員深度記錄了干細胞之間的對話，他們能夠復(fù)制干細胞的確切行為。
在研究人員的見證下，干細胞具有足夠的靈活性，可以根據(jù)損傷改變自己的行為。研究人員發(fā)現(xiàn)，當這些細胞看到受傷的組織時，它們只是“好心人”。
這些信息創(chuàng)造了一種“無細胞”治療方法，即復(fù)制干細胞在看到組織損傷時的行為，并創(chuàng)造一種有助于修復(fù)心臟組織的新蛋白質(zhì)混合物。無細胞療法的發(fā)現(xiàn)可能會減少許多與干細胞移植相關(guān)的并發(fā)癥。
蘇海爾說：“研究結(jié)果解決了困擾系統(tǒng)生物學(xué)的一個基本問題：測量細胞如何相互交流?！捌脚_技術(shù)將開辟一條新的研究和探索路線，它提供了一種獨特的方法，可以在比現(xiàn)在更深的層次上檢測細胞之間是如何相互通信的?！?
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