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细胞之间的交流在决定它们的命运中起着重要作用

时间：2021-12-27 00:00:00 来源：网络整理

细胞之间的交流在决定它们的命运中起着重要作用

图:在这张示意图中，每一口井中的细胞(黑色球体)都有特定的命运，但外部刺激，如细胞间通讯，可以迫使细胞从一种状态进入另一种状态。

科学家们已经找到了一种方法来证明细胞之间传递的生化信号在决定细胞如何发育方面起着重要作用。

南加州大学多恩西夫文理学院的研究人员发表在12月22日的《发展》杂志上。

背景:

体内所有的细胞都是从干细胞开始的。

简单地说，当骨髓中的干细胞沿着三种途径中的一种发展成为携带氧气的红细胞、免疫系统的白细胞或血小板时，血液就形成了。

长期以来，科学家们一直认为细胞之间的交流可以影响它们的命运，但他们在很大程度上发现，直接研究这个问题过于复杂。

细胞可以通过来回发送生长因子、激素或其他分子来进行交流。

新的发现:

南加州大学多恩西夫分校的定量和计算生物学助理教授亚当·麦克莱恩(Adam MacLean)和博士生候选人梅根·隆梅尔方格(Megan Rommelfanger)找到了一种更好地理解细胞间通信如何影响造血干细胞发育的方法。

科学家们发现，这种交流过程可以极大地改变血细胞类型的形成。

他们还发现细胞之间的距离很重要。

麦克莱恩说:“我们发现，这种交流过程可以极大地改变血细胞类型的形成，而相互靠近的细胞对彼此的命运有更大的影响。”

一个争议解决

研究人员试图确定是什么早期因素推动细胞沿着一条或另一条发展路径发展，他们想知道，细胞内的随机波动是否足以决定采取哪一条路径。许多模型都认为是这样的，但最近的突破性研究表明，随机波动是不够的，还有其他因素驱动细胞走向它们的命运。

MacLean和Rommelfanger开发的模型似乎完全结束了这场争论。他们表明，细胞间的通信，事实上，是决定细胞沿着特定路径移动的因素。

为什么它很重要:

在研究干细胞的同时，这项研究可以帮助科学家了解癌症是如何发生的。

例如，当某些白细胞开始失控地生长和积累时，就会患上白血病。

确定促使细胞走向癌症的因素可以为预防和治疗开辟道路。

“通过了解血细胞命运的决定是如何做出的，”MacLean说，“我们离能够识别白血病细胞的起源更近了一步，在理论上，我们可以设计策略来控制或改变细胞命运的决定，并阻止癌症的发展。”

这项研究可能有助于改善骨髓移植等癌症治疗方法。

骨髓移植是将来自健康捐赠者的骨髓和干细胞注入白血病和淋巴瘤患者体内，这些患者的癌症和骨髓已经被化疗和放疗消灭。

尽管它取得了成功，科学家和临床医生仍然不完全确定BMT是如何工作的。

MacLean说:“正如我们的研究所提供的，更好地理解干细胞命运的决定，可以为改善这些疾病的临床结果提供新的见解。”

不仅仅是血液系统

这个新模型的重要意义超出了血液系统。

“我们的模型是广泛适用的，所以研究其他类型细胞的研究人员可以应用它来发现其他细胞之间的通信可能有多重要，”MacLean说。

接下来是什么:

MacLean说，细胞间的通信在决定细胞命运方面的作用还处于初期阶段，但进一步的实验——以及将这些新类型的数据与复杂模型整合在一起的未来技术——应该有助于拓展理解。

此外，该团队正在开发方法来研究参与细胞命运决定的关键基因的调控，这将进一步推进他们的整体理论模型。

文章标题

A single-cell resolved cell-cell communication model explains lineage commitment in hematopoiesis


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