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尽管基底膜在发育 但它的组织功能对人类疾病起着关键作用

导读 杜克大学的研究人员制作了第一张延时片,该片围绕着并支撑着大多数动物组织。薄薄的一层称为基底膜的细胞外基质衬在人体的许多表面,例如皮...

杜克大学的研究人员制作了第一张延时片,该片围绕着并支撑着大多数动物组织。

薄薄的一层称为基底膜的细胞外基质衬在人体的许多表面,例如皮肤,血管和泌尿道。它围绕着肌肉,脂肪和周围的神经。尽管基底膜在发育,组织功能和人类疾病中起着关键作用,但到目前为止,在生物体中对其进行可视化一直很困难。

研究人员说,通过对秀丽隐杆线虫进行基因改造,产生在荧光灯下发光的基底膜蛋白,这有可能首次看到基底膜在发育过程中是如何组装的,以及它们在整个生命过程中如何变化和再生。这项工作可能有助于查明从肾脏疾病到浸润性癌症等人类疾病可能出了什么问题。

负责这项研究的杜克大学生物学教授大卫·舍伍德说:“如果没有基底膜,我们就不会在这里。”

自从第一个多细胞动物从其单细胞祖先进化而来以来,基底膜已经存在了6亿多年。

它们是透明胶带,可帮助将细胞粘附在一起以形成组织,从而保持皮肤健康。它们是分子筛,可以过滤肾脏中的血液,保护血管和肌肉免受拉伸和挤压,并具有可以告诉细胞去哪里,变成什么以及何时分裂的生长因子。

但是,由于大多数基底膜都位于体内深处,无法在光学显微镜下看到,因此在人体中很难对其进行可视化。

因此,Sherwood的团队使用称为CRISPR的基因编辑技术,在毫米长的透明蠕虫中对其进行了观察,并使用绿色发光标签标记了29种基底膜蛋白,并通过延时显微镜观察了何时何地发现每种蛋白。

博士后研究员埃里克·哈斯提(Eric Hastie)说,与活体动物体内的这些蛋白质的作用一目了然,这比以前的解剖和固定组织实验要完整得多,后者只能提供及时冷冻的蛋白质快照。

哈斯蒂说:“因此,它们通常被认为是'无聊的'静态结构。”

在一些电影中,研究人员追踪了荧光蛋白在蠕虫喉咙内衬的基底膜内移动。在其他情况下,他们观察到蠕虫性腺周围的基底膜迅速重塑,其大小增长了90倍以上。

令人惊讶的是,电影表明,大多数基底膜蛋白在沉积后不会保持原状。尽管某些核心组件是静态的,但科学家惊讶地发现许多蛋白质在这种稳定的支架内移动。

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