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转载请注明：解螺旋·临床医生科研成长平台 许多年来，人类探索整个世界的秘密，获得了许多知识。可是对于自身的 最初形式——胚胎，却始终没有一个明确系统的研究，各种细胞如何作用之下，才能够形成人体的各种精密器官的呢，甚至成长为一名健康的婴儿？ 就在几天前，来自加州大学的的Otger Campàs在Nature杂志上发表了一篇文章，他领导了一个课题小组，对这个未知的问题给出了答案。 他们利用先进的技术解答了胚胎如何构建人体内部器官的问题，这对于医学界而言同样是影响深远的，它为研究一些疾病的形成传播提供了借鉴，也为对人类器官的破译提供了思路。 这些年来，Campàs领导的研究组专注于研究生命系统如何自我组织，建立自然界中存在的结构和形状。在他看来，这次的研究是发现了细胞如何构建胚胎组织，形成功能性3D形状的基本机制。 着陆床上的胚胎 细胞通过交换生化信号进行调控，它们相互依靠，相互推动，建立我们生存所需的身体结构，例如眼睛，肺和心脏。事实证明，胚胎形成和玻璃成型或3D打印存在类似性。 这项研究被发表在在Nature杂志上文章中，研究人员揭示了细胞集群如何从流体状态转变为固体状态，构建脊椎动物胚胎，这在某种程度上类似于我们如何将玻璃模塑成花瓶。 自然界中，在物体都是以流体开始的，它们的形状是通过将熔化的原始材料倒入模具中，然后冷却，制成我们使用的固体物体。而胚胎某些区域中的细胞比较活跃，能将组织“融化”成可以重构的流体状态，一旦完成，细胞就会“冷却”成组织的形态。 在细胞从流体到固体组织的进程中，我们观察到一种物理学中称为“干扰”’的现象。研究人员斑马鱼胚胎进行研究，因为他们不仅透光度高利于观察，而且胚胎与人类类似。 斑马鱼 科研者并在生长组织的细胞之间放置了特殊工程铁磁流体构成的微小液滴，这些球形液滴随着周围细胞的推拉而变形，使研究人员能够看到细胞相互作用的力。 这些斑马鱼胚胎在发育的过程中，先是从无形的细胞簇开始，将身体慢慢的像是某捞海底抻面一样，转化成细长的形状，两端正好是头尾。在显微镜下，胚胎制造组织的细胞集群在物理上像泡沫一样，它们在发育过程中通过干扰，“冻结”组织结构，构建其形状。 这篇新的Nature文章也提出了一个新的方向，研究人员可以开始探讨胚胎发育和相关领域的其他过程，例如肿瘤如何物理侵入周围组织，以及如何设计具有特定形状的器官。 某种意义上，癌症的一个标志也是属于不同组织之间的转化，癌的这种过渡原则上可以解释为从固体状态到类似流体组织状态的异常转换，Campàs教授的研究可以帮助阐明这种转变背后的机制，并研发一些潜在的药物靶标，起到阻止癌症的目的。 生命的起源的确是神奇，让我们从一个简单的细胞成为一个独立的个体。不知道有没有对这方面感兴趣的读者呢，有的话可以在下方留言交流！ 参考文献：A fluid-to-solid jamming transition underlies vertebrate body axis elongation |
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