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肌動蛋白環(huán)擴(kuò)張對健康的胚胎至關(guān)重要

2018-03-28 10:22來源：生物谷

在一項(xiàng)新的研究中，新加坡科技研究局（A*STAR）的Nicolas Plachta博士和澳大利亞新南威爾士大學(xué)的Maté Biro博士及其同事們通過采用先進(jìn)的顯微鏡技術(shù)和活的小鼠胚胎，觀察到肌動蛋白環(huán)（actin ring）在胚胎表面上形成，其中肌動蛋白是細(xì)胞骨架的一種主要組分。相關(guān)研究結(jié)果于2018年3月22日在線發(fā)表在Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Expanding Actin Rings Zipper the Mouse Embryo for Blastocyst Formation”。

胚胎外層細(xì)胞中的肌動蛋白環(huán)向細(xì)胞間連接（具體而言，就是相鄰細(xì)胞之間形成的緊密連接和黏著連接）擴(kuò)張是隨后的胚胎封閉和健康發(fā)育所必不可少的。肌動蛋白環(huán)與這些細(xì)胞間連接偶聯(lián)在一起會使得這些細(xì)胞間連接更加穩(wěn)定，而且肌動蛋白環(huán)沿著這些細(xì)胞間連接扣緊，使得胚胎封閉，從而確保健康的囊胚形成。


Biro說，“我們沒想到的是這將是所有胚胎外層細(xì)胞發(fā)生的一種完美協(xié)調(diào)的事件。這種協(xié)調(diào)引起胚胎封閉。如果我們破壞肌動蛋白環(huán)擴(kuò)張或者這細(xì)胞間連接上的扣緊部分，那么胚胎不能正常封閉，也就不能進(jìn)一步發(fā)育。”


為了從松散的細(xì)胞聚集體轉(zhuǎn)變成粘性的球形組織，胚胎最外層細(xì)胞之間的這些細(xì)胞間連接需要防漏水，這樣胚胎才能夠通過在它的內(nèi)部泵送液體來進(jìn)行擴(kuò)張，從而形成內(nèi)腔。然而，到目前為止，人們還不清楚在這個過渡階段是什么觸發(fā)早期胚胎的封閉。


利用高速成像技術(shù)，這些研究人員能夠在八細(xì)胞胚胎分裂后檢測到肌動蛋白環(huán)組裝，并追蹤這些肌動蛋白環(huán)的持續(xù)擴(kuò)張直到它們到達(dá)細(xì)胞間連接。產(chǎn)生張力的組分然后被招募到肌動蛋白環(huán)上以便像拉鏈那樣緊緊地將鄰近的細(xì)胞連接在一起。


由于技術(shù)限制，檢測這些擴(kuò)張中的肌動蛋白環(huán)在過去一直難以實(shí)現(xiàn)。這些研究人員通過將高分辨率成像技術(shù)與先進(jìn)的顯微鏡技術(shù)、對肌動蛋白絲進(jìn)行標(biāo)記的熒光標(biāo)記物和對細(xì)胞的生物物理性質(zhì)進(jìn)行檢測的分析方法相結(jié)合，能夠檢測到這些動態(tài)變化的肌動蛋白環(huán)并發(fā)現(xiàn)它們在胚胎發(fā)育中的基本重要性。