擠壓細胞可加速分裂生長為類器官培養和器官移植開闢新思路

科技日報北京10月16日電 （實習記者張佳欣）人與人之間距離越近，交流思想、信息的機會越多。而細胞之間距離靠近，也會有“化學反應”。麻省理工學院和波士頓兒童醫院的一項最新研究發現，物理擠壓細胞及其內含物，可以使細胞的生長和分裂速度超過正常水平。該研究為類器官培養和再生醫學器官移植開闢了新思路，相關論文在線發表於13日的《細胞幹細胞》雜誌。

雖然擠壓生物體使其生長聽起來有違常識，但研究小組解釋説，擠壓的作用是將細胞中的水分“擰”出來，使蛋白質和其他細胞成分也被更緊密地堆積在一起。同時，蛋白質可沿特定信號通路聚集，幫助細胞維持幹細胞狀態，細胞因此可以快速生長並分裂。

為了研究物理擠壓對細胞的影響，研究人員使用不同重量的凝膠對不同類型的細胞進行擠壓。報道稱，這可使細胞大小發生顯著改變，體積壓縮到原體積的約10%—30%。他們通過顯微鏡觀察發現，細胞會隨着壓力的增加而變硬，被擠壓的細胞內含物更緊密，活動更少。

麻省理工學院機械工程副教授郭明（音譯）及其同事在培養皿中培育了人類結腸類器官，並通過向培養皿中注入聚合物來“擠壓”類器官。聚合物的注入增加了每個類器官周圍的滲透壓，迫使細胞中的水分流出。研究人員觀察到，參與激活Wnt通路的特定蛋白質緊密堆積在一起，更有可能激活該信號通路及其調節生長的基因。

研究結果表明，那些被擠壓的類器官比沒有被擠壓的類器官生長得更大、更快，其表面也有更多幹細胞。這證明了擠壓確實影響類器官生長，細胞的行為可能會因其所含水分多少而改變。

郭明表示，只要簡單地擠壓細胞，促進其“幹細胞化”，可以引導細胞快速培養類器官，如人工腸、結腸等，這不僅為我們提供了研究器官功能和測試各種疾病候選藥物的途徑，也可應用於再生醫學的器官移植。

未來，研究人員將繼續探索細胞的“擠壓”，並將其作為加快類器官生長的一種方式。他們還可能會用這些人造器官來測試新的個性化藥物。

總編輯圈點

這項研究不禁讓人聯想到醫生對我們的一些建議，比如臉上的痘痘不要隨便擠，免得留下疤痕；身上偶爾出現淋巴結髮炎，不要使勁揉，以免腫得更厲害。擠壓導致細胞加速生長，會不會就是其背後的科學原理？除了指導我們日常的衞生習慣之外，從另一個角度來看，這項發現也為再生醫學研究提供了重要啓發，有望幫助科學家更快、更好地培育人造器官。