紐約，紐約-2019年1月16日-胚胎髮育是一個深刻的物理轉變過程，一個世紀以來一直挑戰著研究人員的過程。基因和分子如何控制力和組織剛度以協調發育中的胚胎的形式出現？ DNA中編碼的複雜器官和組織出現的精確機制是如何編碼的？
娜博客娛樂城哥倫比亞工程學院生物醫學工程助理教授ndan Nerurkar致力於回答這些問題。作為哈佛醫學院的博士後研究員，Nerurkar專注於胚胎髮育的一個特定方面：一組幹細胞（內胚層）如何從發育中的胚胎表面移動到中心，並在此過程中從平坦的表面轉變到空心管。這種結構稱為腸管，然後形成整個呼吸道和胃腸道的襯裡。
在今天發表在《自然》雜誌上的一項研究中，Nerurkar與哈佛大學的同事合作，為早期胚胎髮育的這一關鍵步驟提供了新的思路。研究小組發現腸管的形成是由內胚層的集體細胞運動驅動的，該過程使細胞大量，遠距離地行進。萬來博娛樂城彼此沒有重新安排。他們還發現，這種集體運動是由細胞觸發的，這些細胞將分子梯度轉換為將細胞從表面驅入胚胎的力梯度。這一發現是分子線索如何轉化為塑造我們器官的物理力的幾個例子之一，尤其是在脊椎動物中。
該研究結果可能對如何利用乾細胞在實驗室中創建功能器官具有重要意義，並有助於更好地了解胃腸道出生缺陷的根本原因。該研究的主要作者Nerurkar說：“我們的主要目標是了解我們是如何從看似雜亂無章的細胞球（即早期胚胎）中如此精確地形成的。”
鑑定將乾細胞分化為成熟細胞類型的基因是Nerurkar領域的主要工作，這是朝著在實驗室中發展替代器官邁出的重要一步。但是，Nerurkar建議這只是圖片的一部分。 “了解如何指導這些細胞組織成功能性三維器官同樣重要。發育中的胚胎就是這樣做的良方，包括我們在內的許多研究小組現在正在利用物理學和力學的語言來剖析它。”
六合彩台灣該小組的成員包括Nerurkar的博士後顧問Clifford J. Tabin，哈佛大學醫學院的遺傳學教授兼遺傳學主席George Jacob和Jacqueline Hazel Leder，以及合作者L Mahadevan，Lola England de Valpine應用數學教授以及有機和生物化學教授。哈佛大學的進化生物學和物理學在發展生物學領域的前沿採用了一種創新的方法。他們將常規的發育生物學方法，包括基因表達的分析和操縱，發育中的雛雞胚胎中細胞運動的實時流逝顯微鏡以及工程方法，例如數學建模以及力和應變測量，結合在一起。
雞胚內胚層細胞的顯微照片。通過綠色熒光蛋白（綠色）的靶向表達使細胞形象化；細胞-細胞粘附蛋白E-cadherin以紅色顯示。圖片來源：紐約市的哥倫比亞大學
他們專注於內胚層內在化的一部分：後腸，後腸產生小腸，大腸和結腸的一半。腸道管形成的先前已知來自命運映射地下539開獎實驗，其中將細胞在發育早期進行標記，然後將其映射到標記細胞在發育後期結束的位置。這種靜態分析使用過程開始和結束時的靜態圖像來對中間發生的事情進行有根據的猜測，從而導致大多數胚胎學教科書中都出現了腸管形成的觀點。 Nerurkar說：“根據我們最近的發現，這種觀點充其量是不完整的，最壞的情況是完全錯誤的。”
與早期的命運映射研究不同，Nerurkar和他的同事使用胚胎中的實時成像技術直接觀察細胞的運動，因為內胚層被內化形成了管。接下來，他們結合了機械工程學和發育生物學方法，以了解這些細胞運動是如何發生的，以及如何協調這些運動以在早期胚胎中形成這種關鍵結構。
研究小組發現，運動是通過將分子梯度轉換成力梯度而協調的，而這些力梯度是根據它們感知的分子提示量（成纖維細胞生長因子（FGF））的比例成比例地收縮的。這導致內胚層細胞之間的拉鋸戰：當一個“團隊”開始獲勝時，這些細胞實際上是通過從對方團隊中撤出來招q8娛樂城募玩家的 必發網低至較高濃度的FGF。
FGF功能不規則會導致許多疾病王者娛樂城嚴重的缺陷。 Nerurkar說：“在人類發育過程中，腸管形成錯誤可能會導致流產，而在孕早期，這一過程的風險相對較高。”
雖然這項研究只關注內胚層內在化的一部分，即後腸，但仍不知道前腸是如何形成氣管，肺，食道，胃和肝臟的，而中腸是胰腺和小腸的形式。形成。 Nerurkar計劃使用他的新方法來研究胚胎髮育的其他領域，並研究FGF信號傳導是否以及如何更廣泛地發揮作用，以控制其他組織和器官發育的機制。
他說：“我想了解更多有關如何通過不同的機制整合力學和分子以協調這些截然不同的組織形成的知識，而這些都是來自相同的干細胞初始庫。” “通過關注FGF信號傳導下游的組織水平機制，我們現在可能任你博娛樂城了解該重要途徑在發育過程中對其他器官和組織（包括心臟，大腦和脊柱）形成什麼樣的作用。”
Nerurkar繼續在Columbia Engineering進行這項研究，開發了定量的分子力學關係，可以通過控制擴散這些可擴散線索的方式來設計和構建實驗室中的替換組織，這些線索是由細胞分泌的信息信號，然後飄浮到鄰近細胞-指導細胞自我組織成功能組織和器官。如果他和該領域的其他人能夠確立胚胎組織形成的設計原理，則有可能將這些相同的原理重新用於再生醫學和組織工程應用。
本文已從紐約市哥倫比亞大學提供的材料中重新發布。注意：材料的長度和內容可能已被編輯。有關更多信息，請聯繫引用的來源。
參考：
Nerurkar，N.L.，Lee，C.，Mahadevan，L.，＆Tabin，C.J.（2019年）。宏觀力量的分子控制驅動脊椎動物後腸的形成。 性質doi：10.1038 / s41586-018-0865-9
