生物評論周報第139期:Nature:揭示肺泡中毛細血管類型的分化

 

1.Nature:膀胱為什么能感覺到尿意?

 

2020年10月14日,來自美國斯克里普斯研究所Ardem Patapoutian和美國國立衛生研究院Alexander T. Chesler研究組合作在《自然》上發表了題為“PIEZO2 in sensory neurons and urothelial cells coordinates urination.”的研究成果。他們揭示感覺神經元和尿路上皮細胞中的PIEZO2協同調控排尿行為。

 

感覺神經元和尿路上皮細胞中的PIEZO2協同調控排尿行為

Fig1 |特異性敲除不同組織的PIEZO2引起類似的排尿障礙?來源nature

 

在本研究中,研究人員發現在下尿道組織中表達敏感離子通道PIEZO2,其對于低閾值膀胱舒張感測和尿道排尿反射是必需的。研究發現PIEZO2是膀胱尿路上皮細胞和受神經支配感覺神經元的傳感器。功能性PIEZO2缺失的人和小鼠膀胱調控受損,并且功能性PIEZO2缺失的人還表現出膀胱充盈感不足。這項研究確定PIEZO2是泌尿功能的關鍵傳感因子。這些發現為將來確定尿道上皮細胞與控制排尿的感覺神經元之間的相互作用奠定了基礎。

 

研究人員表示,亨利·米勒(Henry Miller)曾說過“減輕膀胱充盈是人類最大的快樂之一”。排尿對健康至關重要,下尿路疾病會產生較高的病理負擔。盡管已有研究揭示調控排尿的大腦中樞回路,但仍缺乏對該過程機制的深入探究。除了受中樞神經系統調控外,控制排尿的排尿反射全都由周圍的刺激(如膀胱舒張和尿道流量)引起。在尿路系統中感知拉伸和壓力的分子轉導機制和細胞類型仍然未知。

 

(評論:感覺神經元和膀胱上的離子通道蛋白PIEZO2可以感受膀胱的機械壓力,并將這種壓力轉換成信號,促進排尿行為。)

 

文章來源:

Kara L. Marshall, Dimah Saade?et?al,PIEZO2 in sensory neurons and urothelial cells coordinates urination.?DOI: 10.1038/s41586-020-2830-7,?Nature:最新IF:43.07

 

2.Science:細胞核決定細胞對空間限制的反應

 

2020年10月16日,來自法國巴黎文理研究大學M. Piel和瑞士蘇黎世聯邦理工學院D. J. Müller課題組合作在《科學》上發表了題為“The nucleus acts as a ruler tailoring cell responses to spatial constraints.”的研究論文。他們的研究發現細胞核在對空間限制的反應中起決定性作用。

 

細胞核決定細胞對空間限制的反應

Fig 2 |來源science

 

在本研究中,研究人員發現細胞通過使用其最大和最堅硬的細胞器-細胞核來測量空間限制的程度。小于靜息狀態下細胞核大小的細胞會發生細胞核形變,從而擴大并伸展其包膜。這通過核被膜拉伸敏感蛋白激活了對放線菌素皮質的信號傳導,從而上調細胞的收縮能力。

 

研究人員確定了以細胞核為標尺的收縮反應信號傳導途徑,其參與調控細胞遷移行為。細胞依靠細胞核標尺調節動力,使其能夠通過復雜三維環境中的限制性空隙,這是與癌細胞入侵、免疫反應和胚胎發育相關的過程。

 

據了解,后生生物體內微觀環境非常擁擠。尚不清楚單個細胞是否可以針對有限的空間調整其行為。

 

(評論:學習了)

 

文章來源:

  1. J. Lomakin, C. J. Cattinet al, DOI: 10.1126/science.aba2894,Science:最新IF:41.037

 

3、Nature:揭示肺泡中毛細血管類型的分化

 

2020年10月14日,來自美國斯坦福大學醫學院Ross J. Metzger、Mark A. Krasnow等研究人員合作在《自然》雜志上發表了題為“Capillary cell-type specialization in the alveolus.”研究成果,揭示肺泡中毛細血管類型的分化。

 

研究人員使用單細胞分析來闡明了肺泡毛細血管內皮細胞的細胞類型、發育、更新和進化。研究人員發現,肺泡毛細血管是呈馬賽克狀的;與沿肺泡排列的上皮相似,肺泡內皮由兩種混合的細胞類型組成,具有復雜的“瑞士奶酪”樣的形態和獨特的功能。

 

肺泡中毛細血管類型的分化

Fig?3| Specialized alveolar capillary cell types in gas exchange and capillary renewal.

 

第一種細胞類型,被稱為“aerocyte”,專門用于氣體交換和白細胞運輸,并且是肺部特有的。另一種稱為gCap(“普通”毛細血管)的細胞類型專門用于調節血管舒縮張力,并在毛細血管穩態和修復中起干/祖細胞的作用。兩種細胞從雙能祖細胞發育而來,逐漸成熟,并且在疾病和衰老過程中受到不同的影響。

 

這種細胞類型的特化在小鼠和人的肺之間是保守的,但是在鱷魚肺或烏龜肺中卻沒有發現,這表明它是在哺乳動物肺的進化過程中出現的。肺泡毛細血管中細胞類型特化的發現改變了人們對健康、疾病和進化中氣血屏障和氣體交換的結構、功能、調節和維持等方面的了解。

 

據介紹,在哺乳動物的肺中,每個肺泡周圍都圍繞著看似均勻的毛細血管網,形成了廣闊的呼吸表面,氧氣通過該呼吸表面轉移到血液中。

 

(評論:學習了)

 

文章來源:

Astrid Gillich, Fan Zhang?et al,?Capillary cell-type specialization in the alveolus.?DOI: 10.1038/s41586-020-2822-7,?Nature:最新IF:43.07

 

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