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盡管基底膜在發育 但它的組織功能對人類疾病起著關鍵作用

杜克大學的研究人員制作了第一張延時片,該片圍繞著并支撐著大多數動物組織。

薄薄的一層稱為基底膜的細胞外基質襯在人體的許多表面,例如皮膚,血管和泌尿道。它圍繞著肌肉,脂肪和周圍的神經。盡管基底膜在發育,組織功能和人類疾病中起著關鍵作用,但到目前為止,在生物體中對其進行可視化一直很困難。

研究人員說,通過對秀麗隱桿線蟲進行基因改造,產生在熒光燈下發光的基底膜蛋白,這有可能首次看到基底膜在發育過程中是如何組裝的,以及它們在整個生命過程中如何變化和再生。這項工作可能有助于查明從腎臟疾病到浸潤性癌癥等人類疾病可能出了什么問題。

負責這項研究的杜克大學生物學教授大衛·舍伍德說:“如果沒有基底膜,我們就不會在這里。”

自從第一個多細胞動物從其單細胞祖先進化而來以來,基底膜已經存在了6億多年。

它們是透明膠帶,可幫助將細胞粘附在一起以形成組織,從而保持皮膚健康。它們是分子篩,可以過濾腎臟中的血液,保護血管和肌肉免受拉伸和擠壓,并具有可以告訴細胞去哪里,變成什么以及何時分裂的生長因子。

但是,由于大多數基底膜都位于體內深處,無法在光學顯微鏡下看到,因此在人體中很難對其進行可視化。

因此,Sherwood的團隊使用稱為CRISPR的基因編輯技術,在毫米長的透明蠕蟲中對其進行了觀察,并使用綠色發光標簽標記了29種基底膜蛋白,并通過延時顯微鏡觀察了何時何地發現每種蛋白。

博士后研究員埃里克·哈斯提(Eric Hastie)說,與活體動物體內的這些蛋白質的作用一目了然,這比以前的解剖和固定組織實驗要完整得多,后者只能提供及時冷凍的蛋白質快照。

哈斯蒂說:“因此,它們通常被認為是'無聊的'靜態結構。”

在一些電影中,研究人員追蹤了熒光蛋白在蠕蟲喉嚨內襯的基底膜內移動。在其他情況下,他們觀察到蠕蟲性腺周圍的基底膜迅速重塑,其大小增長了90倍以上。

令人驚訝的是,電影表明,大多數基底膜蛋白在沉積后不會保持原狀。盡管某些核心組件是靜態的,但科學家驚訝地發現許多蛋白質在這種穩定的支架內移動。

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