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无论是人类、鱼类仍是任何其他类型的脊椎动物,在其终身傍边,细胞都会逝世,然后为新细胞腾出空间来进行重要的进程。可是死细胞有必要被铲除,在胚胎阶段之后,细胞碎片是经过称为巨噬细胞的免疫系统细胞铲除的。可是,处于胚胎阶段的有机体还没有发育出巨噬细胞和免疫系统。它们是随后在有机体的进一步发育进程中发生的。那么在巨噬细胞呈现之前,死细胞是怎么被铲除的呢?这是发育生物学家长期以来提出的一个老问题。现在,在一项新的研讨中,来自美国弗吉尼亚大学的研讨人员描绘了他们发现的一个进程:神经系统的胚胎细胞---神经嵴细胞(neural crest cell)---在斑马鱼发育的较早阶段履行死细胞铲除使命。相关研讨成果近期宣布在Cell期刊上,论文标题为“Migratory Neural Crest Cells Phagocytose Dead Cells in the Developing Nervous System”。
图片来自Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.08.001。
经过对活斑马鱼胚胎进行成像,这些研讨人员能够调查到迁移性的神经嵴细胞以一种十分相似巨噬细胞的方法发挥功用。这些终究发生周围神经系统并发生多种安排(骨骼、色素细胞、软骨和纤维结缔安排)的神经嵴细胞好像在物理上触摸死细胞,围住它们,随后吸收它们所含的比如氨基酸之类的化合物,这些化合物接着就可用于构建新的细胞。
论文通讯作者、弗吉尼亚大学生物学教授Sarah Kucenas说,“风趣且意外的是,神经嵴细胞运用相同的细胞碎片铲除机制,巨噬细胞在接收这一重要人物后也将会运用这一机制。这也是有意义的,这是由于作为在体内能够快速移动的细胞,神经嵴细胞,发挥着这种重要的前期功用---死细胞铲除---直到特化细胞,即巨噬细胞,呈现。”
Kucenas的研讨生之一、刚刚完结博士学位的Yunlu Zhu发现了这个成果,而且与Kucenas和本科神经科学学生Samantha Crowley展开了几项进一步的试验。
Kucenas说,“作为一名调查力强、赋有创造力的科学家,Yunlu发现并开端研讨一种曾经从未被注意到的细胞行为,即便神经嵴细胞已被研讨了150年以上。在免疫系统发育之前,没有人以为这些细胞会像免疫系统那样吞噬碎片。”
Kucenas描绘了胚胎发育和细胞碎片铲除的进程,有点像修建物的制作。需求支架来制作实践的胚胎,可是这种支架---不再需求的施工辅助工具---能够在今后被撤除并在今后用于制作新的修建。
她说,“值得注意的是,在免疫系统接收这种铲除使命之前,神经嵴细胞能够整理前期胚胎构成进程中的一些紊乱。这是咱们现在能够更深化探求的东西。”
Kucenas说,她计划在未来的研讨中阻挠神经嵴细胞吞食,以便调查下流的生理效应是什么。这或许为发育妨碍供给新的见地,包含那些影响神经系统的发育妨碍,在这些发育妨碍中,碎片铲除或许无效地或在过错的时刻进行,然后导致功用妨碍。
她说,“这拓荒了一条研讨免疫系统怎么与非免疫细胞协调来刻画身体的新途径。这或许是神经嵴细胞帮忙激活神经系统的回路,然后使其工作起来。假如这些细胞不能正常地铲除碎片,那么发育就或许呈现过失。”
参考资料:
1.Yunlu Zhu et al. Migratory Neural Crest Cells Phagocytose Dead Cells in the Developing Nervous System. Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.08.001.
2.Study answers longstanding cell-development riddle
https://phys.org/news/2019-09-longstanding-cell-development-riddle.html