「細胞雕塑家」解密!移動式細胞如何影響癌症擴散?
原本被認為被動的細胞,如今被發現竟是組織成形的關鍵「雕塑師」。北卡羅來納大學教堂山分校的最新研究揭露,這些負責塑造器官形狀的細胞,其活動力與協調性遠超科學家過往認知。
研究團隊以果蠅為模型,驚人地發現肌肉前驅細胞會在發育中的睪丸表面移動,並協助其形成最終結構。更特別的是,這些活躍細胞透過一套原本被認為專屬於腦部發育的通訊系統,協調彼此的移動軌跡。
該研究第一作者麥克・畢曉夫博士指出:「多數器官被認為是由靜態的磚塊狀細胞塑造而成,但我們的研究凸顯了動態遷移細胞的關鍵作用──它們如何協同工作,雕刻出活體組織的複雜結構。」
科學界長期以來將參與器官發育的細胞分為兩大類:相對靜止的上皮細胞(如同牆壁中的磚塊),以及高度靈活、移動性強的間質細胞。北卡團隊著重研究這些遷移細胞如何在發育過程中協同塑造組織。
其中最出人意表的發現是:這些細胞使用的訊號分子竟與腦部發育密切相關。這暗示著大腦與睪丸等截然不同的器官,可能採用相似的機制來形成結構。
研究人員觀察到,果蠅睪丸在發育初期呈橢圓形,最終會扭曲成螺旋狀。肌肉前驅細胞先在表面移動,之後收緊包圍睪丸,從外部塑造其形態。透過活體成像技術,團隊成功即時觀測整個過程,這比傳統靜態組織影像研究更是一大突破。
畢曉夫博士生動比喻:「要理解器官形成,就必須觀察即時過程。從靜態影像推測,就像用幾張截圖來學習籃球規則──你會錯過整個動態編排。」
這項研究深具意義:理解移動細胞如何協調塑造組織,不僅能為器官形成機制提供新見解,更可能揭示發育異常的原因。由於癌細胞正是間質細胞的另一種表現,研究這些細胞的移動與通訊方式,將有助科學家瞭解腫瘤生長與擴散機制。
資深作者馬克・派佛教授強調:「間質細胞在器官發育中常被忽略,但它們其實極具動態影響力。透過活體觀察,我們正逐步解開細胞如何溝通合作建造複雜結構──以及當這個過程出錯時會發生什麼。」
參考文獻:Bischoff MC, et al. Plexin/Semaphorin antagonism orchestrates collective cell migration and organ sculpting by regulating epithelial-mesenchymal balance. Science Advances. 2025; DOI: 10.1126/sciadv.adu3741
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