研究人员初次在生物活体内观察到地道纳米管,提醒其在疾病医治中的关键作用
IT之家 3 月 1 日音讯,新华社今天报导称,法国巴斯德研讨所团队凭借显微镜在斑马鱼胚胎细胞间调查到细胞间地道纳米管(TNT)。这是科学界初次在生物活体内发现这一细胞间的衔接结构。
这项历时 20 年的打破性研讨不只验证了 TNT 在生物体内的实在效果机制,更提醒了其在胚胎发育、神经退行性疾病传达及癌症搬运中的要害人物,为未来疾病医治供给了全新靶点。
▲ 经过纳米管衔接的人类神经元细胞。IT之家注:地道纳米管是存在于细胞间的膜管样结构,能够在细胞间传输激素、酶、细胞器和囊泡等物质。但由于地道纳米管结构易损坏、存在时刻短以及构成后不稳定,调查其动态构成与功用存在必定难度。
此前,研讨人员已在活体外试验中调查到地道纳米管。在新研讨中,巴斯德研讨所团队选用易于调查的通明斑马鱼胚胎,对胚胎细胞进行荧光符号,并凭借活显微镜细胞成像技能追寻调查。
▲ 细胞与纳米管相连。自 2003 年德国与瑞士团队初次在体外试验中调查到 TNT 以来,科学界对这一结构的生物学含义长期存在争议。为打破研讨瓶颈,巴斯德研讨所膜运送与发病机制单元负责人 Chiara Zurzolo 教授带领由 15 名青年科学家组成的世界团队,选用具有通明特性的斑马鱼胚胎作为研讨目标,经过荧光符号技能与活体显微成像技能(包括 3D 活细胞荧光显微镜、超分辨率显微镜及冷冻电镜),初次捕捉到活体生物中 TNT 的动态构成进程。
研讨发现,斑马鱼胚胎细胞间延伸出的细长中空管状结构确以为 TNT,并调查到线粒体经过该通道在细胞间搬运的现象。“这不只证明 TNT 在活体内的存在,更标明其对胚胎健康发育具有重要效果。”Zurzolo 着重。此前,科学界仅在体外试验中调查到此类现象。
研讨指出,TNT 具有双向物质传输特性:一方面可传递保持细胞功用的必需物质,另一方面也成为致病因子分散的载体。Zurzolo 团队前期研讨发现,朊病毒、α-突触核蛋白、Tau 蛋白等与克雅氏病、帕金森病、阿尔茨海默病相关的致病蛋白可经过 TNT 在脑细胞间传达。此外,SARS-CoV-2 病毒或许使用 TNT 侵入嗅球区域,导致嗅觉损失与神经系统症状。
在癌症范畴,TNT 被发现可运送促癌分子,并经过线粒体搬运增强癌细胞割裂才能。最新研讨标明,阻断 TNT 或可按捺肿瘤细胞的增殖分散。
虽然 TNT 被视为极具潜力的医治靶点,但其分子构成、构成机制及其与炎症反响的相关仍需深化解析。“若能在分子层面精准干涉 TNT 结构,或许推迟乃至阻挠疾病进程。”Zurzolo 表明。当时研讨瓶颈在于 TNT 的瞬时性与结构脆弱性,需依靠更先进的显微成像技能(如分子级冷冻电镜重建)和 3D 类器官模型进行动态研讨。
此项研讨推翻了传统细胞作为孤立实体的理论结构,证明细胞间可经过 TNT 直接同享内部物质,树立高度动态的通讯网络。巴斯德研讨所指出,这一发现标志着细胞生物学研讨范式的改变,其后续打破或将重塑人类对疾病病理机制的了解,为跨学科医治战略供给新方向。
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https://doi.org/10.1016/j.devcel.2024.10.016。
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