“細胞膠水”為再生組織提供新工具

■傅昭儀

人的身體組織和器官在子宮內開始形成，并在整個兒童時期繼續發育。而到了成年期，許多引導生殖發育過程的分子指令已經消失，當組織受到損傷時，也無法從疾病中愈合。近日，美國加州大學舊金山分校的研究人員在《自然》雜志上發表了一項新研究，希望通過改造成年細胞、建立新的連接來克服這一問題。他們設計出了一種類似于“細胞膠水”的黏附分子，可以引導細胞相互結合。這一成果標志著人們向構建組織和器官邁出了重要一步，而構建組織和器官是再生醫學長期尋求的目標。

一個組織的特性，在很大程度上是由不同細胞在其中的組織方式決定的。在像肺或肝這樣的固體器官中，許多細胞會緊密結合。但在免疫系統中，較弱的結合使細胞能夠流過血管，或在緊密結合的皮膚或器官組織細胞之間爬行，到達病原體或傷口。

細胞黏附是動物和其他多細胞生物進化過程中的一個關鍵發展。黏附分子在人體內十分普遍，它們以高度有序的方式將數10 萬億個細胞聚集在一起，形成各異的結構，創建出復雜的神經元回路，并引導免疫細胞到達它們的目標。這種黏附還促進了細胞之間的交流，使身體作為一個自我調節的整體發揮作用。科學家們從中看到了巨大的應用潛質。

研究人員對含有定制黏附分子的細胞進行了改造，使得這些分子可以通過可預測的方式與特定的伴侶細胞結合，從而形成復雜得多的細胞集合體。“我們能夠以一種方式設計細胞，使我們能夠控制它們與哪些細胞相互作用，也可以控制這種相互作用的性質。”作者Wendell Lim 博士說：“這為構建組織和器官等新型結構打開了大門。”

為了指導細胞結合的質量，研究人員將黏附分子設計為兩部分。一部分在細胞外充當受體，并決定它將與哪些細胞相互作用。另一部分在細胞內，主要調節和控制連接的強度，通過內外兩兩組合，研究者就能設計出連接對象不同、連接強弱不同的組合。“我們借助這種特殊‘膠水’，就能夠引導細胞組裝成組織，甚至是器官。”研究通訊作者Wendell Lim 教授表示：“這樣我們或許可以了解演化中，身體是如何構建起來的。”

此外，這一發現還可以用以設計組織來模擬疾病狀態，使得在人體組織中進行的研究變得更加容易。

這項新發現讓我們對細胞如何開始構建身體有了更多的了解，標志著科學向構建組織和器官邁出了重要的一步，而這也是再生醫學長期追求的目標。新的認知提供了我們構建身體的工具，而新工具的出現可能引起新的變革。