Science专题：空间细胞生物学

　　

生物通报道：在买房的时候，有三个首要考虑的问题：地段，地段，地段。在细胞生物学中，这一道理也同样成立，一个细胞在一个生物机体中的位置决定了它的功能，也决定了它的信号通量伴侣，生长和分化的方向。即使在一个单细胞细菌中，空间构造仍然调控了细胞的分裂和其它关键的发育因素。在本期（11月27日）的Science杂志中，分别用一篇观点文章，一篇介绍文章和五篇评论性文章来向读者讲述这一并不熟悉领域的故事。

这里提出的“Spatial Cell Biology”要区别于另外一个空中细胞生物学的概念，后者指的是空间环境会对人类心血管、骨和骨骼肌、免疫内分泌等系统产生影响 ,导致心血管功能障碍 、肌肉萎缩 、骨质减少 、免疫功能低下 、内分泌紊乱等病理变化，这项研究已经进行了30年，并运用空间离体细胞研究为空间医学服务。

在本期的Science杂志中，首先来自霍德华休斯医学院的华裔科学家霍华德·张（Howard Chang）博士描述了机体位置如何影响细胞的分化和功能，以及细胞如何利用特殊的基因表达成像编码位置空间。

另外来自耶鲁大学的Pollard和Cooper则重点说明了一个细胞的内部肌动蛋白细胞骨架对细胞生物学几乎所有方面的影响，比如塑造细胞的形状，控制细胞的活动，以及对细胞分裂和运动的影响。

而剑桥大学的Holt和Bullock从动物细胞也能调控mRNAs内部位置的方面入手，解析了这个过程如何定位编码蛋白。后生动物中，大多数细胞类型是存在于一个细胞外基质中的，Hynes博士讲述了这种细胞外基质，以及其组成蛋白如何作为一种支持结构，以及如何积极影响细胞生理，整合空间和时间的复合信号的。

霍德华休斯医学院的Scott和Pawson将这一话题延伸到空间和时间的调控中，这是通过细胞内信号蛋白的生理反应应答进行调控的。另外Shapiro, McAdams和Losick将我们的注意力吸引到细菌上，这些生物也需要通过单个蛋白和蛋白复合物的体内定位来调控细胞位置。

空间细胞生物学影响了健康个体和患病个体的所有生理学方面，比如说，在肢体发育过程中，发育轴上细胞的位置能调控这些细胞的分化，在合适的位置生成正常的肢体，又比如在癌症扩散过程中，癌细胞能逃脱正常的生理区域限制，定位在机体的其它地方。

目前已经有许多研究成果证明了空间细胞生物学的重要性，比如研究人员利用人脑血管病尸检标本，选取BcL-2（凋亡相关蛋白）、GFAP、CD31（血小板内皮细胞黏附分子）、抗第8因子相关抗原等四个指标，并采用常规HE染色、免疫组化染色和原位杂交等方法，深入观察了星形胶质细胞和微血管的变化及细胞凋亡的发生。

这项研究发现当缺血性脑血管病发生后，在梗死周边区23天前GFAP和BcL-2的表达呈正相关，23天后呈负相关；梗死周边区是临床需要积极抢救的区域，可应用干预因素上调BcL-2的表达来缩小梗死面积。缺血性脑血管病涉及星形胶质细胞和微血管的反应性增生，在缺血后期，GFAP、CD31广泛表达，两者在组织损伤修复重建过程中起重要作用。人脑局灶性缺血海马神经元发生一系列形态学变化，其演变规律与凋亡促进因子有密切相关性。

（生物通：万纹）

附：

Spatial Cell Biology

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观点文章：

Anatomic Demarcation of Cells: Genes to Patterns

评论文章：

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