让细胞保持在一起我们的身体如何抵抗机械应力
我们的身体由约 30 万亿个细胞组成。这些细胞需要彼此紧密附着以维持我们身体的完整性。然而,我们不断受到机械压力,这不断挑战我们身体的完整性。细胞如何能够抵抗机械力以维持我们身体的完整性?为什么当我们在街上摔倒或消化食物时,我们的身体不会崩溃?秘密在于将我们的细胞保持在一起的细胞间粘附装置。
细胞通过连接点相互连接,连接点用于连接相邻的细胞。至少已知三种类型的连接:紧密连接、粘附连接和桥粒。先前的研究表明,粘附连接和桥粒在维持我们身体的完整性方面发挥着关键作用。然而,迄今为止,紧密连接在抵抗机械应力方面的作用尚未得到证实。
阻碍理解紧密连接作用的原因之一是,由于其关键成分的功能重叠,因此很难专门且完全消除其活性。几年前,该研究小组成功生成了一种特异性且完全缺乏紧密连接膜蛋白claudins和JAM-A的上皮细胞系,并证明这些细胞完全缺乏紧密连接。
在仔细检查这些细胞时,研究人员发现了一些奇怪的事情。虽然正常细胞总是通过连续的细胞间连接带相互连接,但在这些细胞中观察到细胞间连接的零星破坏和碎片。第一作者 Thanh Phuong Nguyen 说:“我们以前从未见过这样的事情,因此对这个问题感到好奇。”
研究人员决定拍摄一部电影来了解这些细胞中的连接是如何断裂的,并发现当细胞被拉伸时,连接会断裂。研究小组进一步表明,紧密连接膜蛋白可调节一种名为 ZO-1 的蛋白质的构象变化,以响应机械力,这表明这种机械传感器对于细胞抵抗机械应力非常重要。
这项发表在《细胞生物学杂志》上的研究的首席科学家 Mikio Furuse表示:“这项研究表明,除了粘附连接和桥粒之外,紧密连接对于细胞抵抗机械应力也很重要。一个有趣的问题是为什么我们需要如此“许多连接点抵抗力,以及这些连接点如何协作提供机械阻力。我们希望在未来解决这些问题。”
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