Tech

TRACS มีอยู่ในเนื้อเยื่อระหว่างการสร้างใหม่ทั้งตัวในระนาบ

พลานาเรียเป็นหนอนตัวแบน มีความสามารถที่ยอดเยี่ยมในการงอกใหม่ หากคุณตัดพลานาเรี่ยนหนึ่งอันลงตรงกลาง แต่ละครึ่งจะปฏิรูปส่วนที่ขาดหายไป ซึ่งจะส่งผลให้มีนักวางแผนสองคนที่แตกต่างกันภายในสองสามสัปดาห์

เป็นไปได้อย่างไร เซลล์ประเภทใดที่มีบทบาทเฉพาะในกระบวนการนี้

การศึกษาใหม่ที่สถาบัน Stowers เพื่อการวิจัยทางการแพทย์ให้คำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้

นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับ Schmidtea Mediterranea ซึ่งเป็นแบบจำลองที่จำเป็นสำหรับการวิจัยและการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดใหม่ ในกระบวนการสร้างใหม่ หนังกำพร้าที่เกิดจากบาดแผลและกล้ามเนื้อที่เกิดจากบาดแผลนั้นมีบทบาทสำคัญต่างกันไป

นักวิทยาศาสตร์พบว่าชั้นเชื้อโรคทั้งสาม (กล้ามเนื้อ หนังกำพร้า และลำไส้) ของ Schmidtea Mediterranea ตอบสนองต่อการตัดแขนขา นอกจากนี้ เนื้อเยื่อทั้งสองบริเวณใกล้แผลและไกลจากบริเวณแผลมีส่วนช่วยในการฟื้นฟูสมรรถภาพ

Blair Benham-Pyle, Ph.D., นักวิทยาศาสตร์ดุษฎีบัณฑิตในห้องปฏิบัติการของ Stowers Executive Director และ หัวหน้าเจ้าหน้าที่วิทยาศาสตร์กล่าวว่า “การงอกใหม่เป็นกล่องดำเล็กน้อยก่อนหน้านี้—เรารู้จักยีนที่สำคัญบางอย่าง และเราสามารถดูว่ายีนบางตัวเปลี่ยนแปลงไปทั่วโลกอย่างไรเพื่อตอบสนองต่อการตัดแขนขาและในระหว่างการงอกใหม่ แต่เราไม่ทราบว่าเซลล์แต่ละประเภทในสัตว์มีการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมหรือหน้าที่อย่างไร นั่นคือสิ่งที่การทดลองนี้ทำให้เราสามารถอธิบายลักษณะได้”

“การทดลองในฝันคือการกำหนดลักษณะการแสดงออกของยีนในเซลล์เดียว ในระดับเซลล์ต่าง ๆ ทั้งหมดของสัตว์ที่งอกใหม่เมื่อเวลาผ่านไป”

นักวิทยาศาสตร์ทำการทดลองโดยใช้วิธีการหาลำดับเซลล์เดียวชื่อ SplitSeq ทรานสคริปโทมเซลล์เดียวเกือบ 300,000 ชุดในเนื้อเยื่อต่างๆ แปดชนิดและช่องสเต็มเซลล์ในสัตว์ที่สูญเสียความสามารถในการงอกใหม่ เมื่อเทียบกับเซลล์ที่สามารถงอกใหม่ได้

Benham-Pyle กล่าวว่า “สิ่งนี้ช่วยให้เราสามารถดูเซลล์ประเภทต่างๆ ทั่วทั้งสัตว์เพื่อดูว่าเซลล์ใดตอบสนองต่อการตัดแขนขาและยีนใดที่ทำเครื่องหมายเซลล์เหล่านี้ในขณะที่พวกมันเปลี่ยนแปลงและตอบสนองต่อการงอกใหม่”

“เราพบและจำแนกประเภทเซลล์ที่แตกต่างกันห้าประเภท จากชั้นเชื้อโรคทั้งสามชั้น ที่เปลี่ยนเอาต์พุตการถอดรหัสหลังจากการตัดแขนขาชั่วคราว เมื่อยีนที่เสริมคุณค่าในเซลล์เหล่านี้ถูกทำให้ล้มลง ยีนทั้งหมดมีส่วนทำให้เกิดการงอกใหม่ในรูปแบบต่างๆ เปิดใช้งานในเวลาที่ต่างกันและในส่วนต่างๆ ของร่างกาย”

นักวิทยาศาสตร์รู้สึกประหลาดใจที่พบว่าสถานะเซลล์หายากที่เรียกว่าสถานะเซลล์กระตุ้นการสร้างใหม่ชั่วคราว (TRACS) ที่เกิดขึ้นระหว่างการสร้างใหม่ทั้งร่างกาย นอกจากนี้ ลำไส้จำเป็นสำหรับทั้งการดูแลสเต็มเซลล์และควบคุมการเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อหลังการตัดแขนขา

เบนแฮม-ไพล์กล่าวว่า “ฉันไม่ได้คาดหวังว่าลำไส้จะเปลี่ยนแปลง ผลลัพธ์และรูปแบบการทำงานใหม่หลังจากได้รับบาดเจ็บทั่วโลก แต่ถ้าลองคิดดูแล้วมันก็สมเหตุสมผล โดยปกติแล้ว planarian จะขยายแผนของร่างกายตามสภาพแวดล้อมของสารอาหาร ตัวหนอนกินเข้าไป และนั่นทำให้เกิดการขยายตัวของเซลล์ต้นกำเนิดและการเพิ่มชีวมวลใหม่ เมื่อคุณตัดสัตว์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการบาดเจ็บรุนแรง มันมักจะสูญเสียความสามารถในการกิน การเจริญเติบโตและการเปลี่ยนแปลงในขณะนี้จำเป็นต้องได้รับพลังงานจากสารอาหารที่มีอยู่แล้วภายในแผนของร่างกาย ดังนั้น หลังการตัดแขนขา ลำไส้จะเปลี่ยนการทำงานเพื่อกำจัดวัสดุจากเซลล์ที่กำลังจะตายภายในสัตว์ และเปลี่ยนวัสดุเหล่านั้นให้เป็นเซลล์ใหม่ที่แข็งแรงในหนอนที่งอกใหม่”

“เราต้องแก้ไขต้นฉบับทั้งหมดของเราในช่วงการระบาดใหญ่ของ COVID-19 เมื่อเรามีความสามารถในการวิจัย 50% Sean McKinney และ Microscopy Center ค้นพบวิธีการสร้างภาพอัตโนมัติ เราสร้างระบบที่ฉันสามารถให้สไลด์สี่สิบถึงแปดสิบตัวต่อครั้ง จากตัวอย่างและสภาวะ RNAi ที่แตกต่างกันทั้งหมด เพื่อถ่ายภาพในการรันข้ามคืน พวกเขาสามารถสร้างข้อมูลภาพขนาดเทราไบต์เพื่อใช้กับกล้องจุลทรรศน์แบบคอนโฟคอลสำหรับสแกน ซึ่งช่วยให้เราประสบความสำเร็จมากขึ้นในการรับกระดาษ พวกเขากำหนดมาตรฐานสูงมากสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกด้านกล้องจุลทรรศน์”

“การก้าวถอยหลัง สิ่งที่บทความนี้ทำคือ ภาพรวมของโลกว่าเซลล์ประเภทใดต้องอยู่ในสภาพแวดล้อมส่งสัญญาณเพื่อกระตุ้นเซลล์ต้นกำเนิดให้สร้างเนื้อเยื่อใหม่และทดแทนเนื้อเยื่อที่ขาดหายไป”

“ปรากฎว่ายีนหลายตัวที่เราจำแนกได้ เช่น ในลำไส้ มีส่วนเกี่ยวข้องกับการหลีกเลี่ยงภูมิคุ้มกันในบริบทของมะเร็งหรือในการรักษาบาดแผล กลไกเดียวกันหลายอย่างที่สเต็มเซลล์ใช้เพื่อหลีกเลี่ยงระบบภูมิคุ้มกันและการเพิ่มจำนวนและการเจริญเติบโตของเชื้อเพลิงในระหว่างการสร้างใหม่อาจเป็นกลไกเดียวกันกับที่เนื้องอกเลือกใช้ร่วมกัน จากการทำความเข้าใจว่าเซลล์ที่ไม่ใช่สเต็มเซลล์และประเภทเนื้อเยื่อใดที่ช่วยสร้างสภาพแวดล้อมการส่งสัญญาณนั้น ในที่สุดเราอาจพบเป้าหมายใหม่สำหรับการกระตุ้นการรักษาบาดแผลที่มีสุขภาพดีและปกติในบริบทที่ความสามารถในการสร้างใหม่มีจำกัด หรือจำกัดความสามารถในการเติบโตของสิ่งที่เราไม่ทำ’ ไม่อยากโตเหมือนเนื้องอก”

“ตอนนี้เรามีแผนที่แล้ว เราไปหาวิธี เซลล์กำลังพูดคุยกัน กำลังทำอะไร และกำลังทำอะไรอยู่”

    การอ้างอิงวารสาร:

  1. Benham-Pyle, BW, Brewster, CE, Kent, AM et อัล การระบุสถานะเซลล์หลังไมโทติกที่หายากและชั่วคราวที่เกิดจากการบาดเจ็บและจำเป็นสำหรับการสร้างใหม่ทั้งร่างกายใน Schmidtea Mediterranea แนท เซลล์ ไบโอล (2021). ดอย: 10.1038/s41556-021-00734-6

ไลฟ์สไตล์

  • เทค
  • กลยุทธ์การตลาด ดิจิทัล (Digital marketing)

    Back to top button