人體是由數(shù)百種細胞組成的不折不扣，包括肌肉細胞不同需求、脂肪細胞大大縮短、神經(jīng)細胞等有所提升。它們分工明確高端化，勤勤懇懇地完成自己的工作開拓創新。不過別忘了，這些細胞都是從單個原始細胞開始的優勢與挑戰。未分化的原始細胞如何選擇它們的終命運？這個問題多年來一直困擾著生物學家解決方案≮厔?！ ?/p>
人體是由數(shù)百種細胞組成的，包括肌肉細胞上高質量、脂肪細胞一站式服務、神經(jīng)細胞等。它們分工明確著力增加，勤勤懇懇地完成自己的工作智能化。不過別忘了，這些細胞都是從單個原始細胞開始的處理。未分化的原始細胞如何選擇它們的終命運建設？這個問題多年來一直困擾著生物學家。
如今助力各行，美國哈佛醫(yī)學院前來體驗、瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學院以及奧地利維也納醫(yī)科大學等機構(gòu)的研究人員發(fā)現(xiàn)了細胞選擇背后的分子邏輯，這些線索可以告知它們的命運確定性。這項成果于上周五發(fā)表在《Science》雜志上更加廣闊，表明細胞在成熟的道路上面臨一系列的分叉口損耗。
通訊作者之一、哈佛醫(yī)學院的副教授Peter Kharchenko表示：“一個祖細胞可以成為任何細胞非常完善，但這種選擇是如何實現(xiàn)的性能穩定？這項研究嘗試定義了細胞選擇背后的分子邏輯。我們認為這些結(jié)果可幫助我們了解細胞如何決定自己的命運作用，以及細胞在分化過程中可能出現(xiàn)的問題情況正常。”
這項研究是在神經(jīng)嵴細胞（neural crest cells）上開展的。結(jié)果表明發揮重要作用，細胞的命運決定分三個階段進行：競爭性遺傳程序的激活醒悟，逐漸偏向其中一個程序，以及終的細胞定型（cell commitment）高質量。
研究人員強調(diào)稱也逐步提升，此處的研究結(jié)果僅僅與神經(jīng)嵴細胞有關(guān)，不過可采用同樣的方法來探索其他組織的細胞分化註入了新的力量。他們補充說重要的作用，目前還不清楚其他組織、器官和生物體是否遵循類似的細胞分化機制去創新。
他們稱足夠的實力，除了揭示生物學中的一個基本問題，這項研究還能夠幫助人們了解干細胞的哪個方面出了錯結構，導致細胞“走錯路”更適合，變成惡性細胞。此外溝通協調，它也為培養(yǎng)治療用的人工神經(jīng)組織提供了新技術(shù)高質量發展。
細胞站在十字路口
在這項研究中，研究人員追蹤了來自小鼠神經(jīng)嵴組織的原始細胞的軌跡高效節能。這些祖細胞來源于外胚層影響力範圍，產(chǎn)生了多種細胞，包括大腦新創新即將到來、脊髓及身體其他部位的神經(jīng)細胞邁出了重要的一步、色素生成細胞，以及骨骼設施、軟骨和平滑肌的細胞需求。
研究人員采用單細胞測序技術(shù)，追溯了這些原始細胞在分化時的決策組合運用。他們以決策樹（decision-making tree）的形式繪制了細胞軌跡真諦所在，并在圖上標出了一系列分叉。為了確定細胞如何定型競爭力，他們追蹤了單個細胞中RNA變化的速度充分。當細胞開始執(zhí)行基因的命令并發(fā)生轉(zhuǎn)變時進一步完善，RNA也開始發(fā)生變化。隨著遺傳程序的激活或沉默競爭力，RNA生成的速率也相應地發(fā)生變化調整推進。
（圖片來自原文）
令他們驚訝的是，分析表明機製性梗阻，兩組競爭性的基因同時將細胞推向不同的發(fā)育路徑機製。當細胞選擇了一條路徑，一種遺傳程序就變得更強集成應用，而另一種競爭性的程序就變得相對較弱探討，讓細胞走向它選擇的路徑。
在分化的道路上高效流通，細胞面臨一系列的二元選擇調解製度，而它所做的每一個決定都在縮小細胞特化的范圍。例如功能，在細胞之旅的個分叉口應用的因素之一，神經(jīng)嵴細胞必須選擇它要成為感覺神經(jīng)細胞還是其他細胞。在下一個分叉口預期，它必須決定是要成為膠質(zhì)細胞還是神經(jīng)元敢於監督，以此類推，直到它達到終狀態(tài)共同。
研究人員想要回答的下一個問題是如何將細胞引向特定的命運推進一步。“細胞開始慢慢激活分子機制，將其推向正確的路徑簡單化，還是有其他事情發(fā)生力度？”Kharchenko說。
研究結(jié)果表明優勢，單個基因不會彼此獨立地左右細胞的選擇。相反增產，與不同命運相關(guān)的整個基因簇同時被激活便利性，并爭奪細胞的注意力。細胞越靠近決策的分叉口行動力，兩套遺傳程序的共同激活程度越高提供有力支撐，每套程序都在向不同方向招攬細胞。細胞站在十字路口上保供，不知道要成為顎骨細胞還是神經(jīng)細胞自行開發。
研究人員發(fā)現(xiàn)，只有當兩套程序都部分激活后責任，細胞才開始選擇應用情況。一旦細胞作出選擇保護好，無關(guān)的遺傳程序就會變得沉默。“這個發(fā)現(xiàn)令人驚訝表現，”Kharchenko說特點。“我們以為細胞會早早地偏向其中一種。與之相反結論，我們觀察到細胞準備了兩個選項和諧共生，深思熟慮之后再作出決定。”
研究人員稱適應性強，這些結(jié)果說明了細胞如何執(zhí)行內(nèi)部決策技術交流，但并沒有說明哪些因素指導了細胞的終選擇。他們認為拓展，這些因素可能是來自細胞環(huán)境的外部信號創造更多，而不是內(nèi)部信號。不過前來體驗，細胞必須準備好響應相關(guān)的外部信號自主研發。
避免細胞誤入歧途
這些結(jié)果可幫助研究人員了解細胞如何成熟，發(fā)揮其作用綠色化。更重要的是不同需求，還可以幫助他們了解細胞如何誤入歧途，開始不受控制地分裂 – 這正是癌癥的主要特征保持穩定。這有望揭開某些兒科腫瘤（如神經(jīng)母細胞瘤）耐藥性的機制總之。
幾種類型的癌癥正是起源于神經(jīng)嵴細胞譜系，包括外周神經(jīng)系統(tǒng)的腫瘤支撐作用、一些內(nèi)分泌腫瘤和黑色素瘤研學體驗。研究人員表示，盡管細胞特化是一個嚴格受控的過程最為突出，但還是可能出現(xiàn)分化錯誤落實落細，導致惡性腫瘤的產(chǎn)生。
“一些跡象表明高效化，神經(jīng)嵴腫瘤是源于細胞無法跨過道路上的分叉口製高點項目，它似乎被卡住了，”Kharchenko說範圍和領域。“未來有所增加，我們希望了解細胞在什么時候脫離了原先預定的路徑，開始過度增殖更高要求。”（生物通 薄荷）
原文檢索
Spatiotemporal structure of cell fate decisions in murine neural crest
Science 07 Jun 2019:
Vol. 364, Issue 6444, eaas9536
DOI: 10.1126/science.aas9536
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