编辑推荐：
在胚胎发育中，上皮封闭（Epithelial sealing）机制不明。研究人员以果蝇胚胎为对象，结合多种手段探究其过程。发现瞬态收缩缝可促进上皮封闭和体节组装，该缝由表皮和羊膜浆膜形成，受 JNK 通路调控。此成果为理解胚胎发育提供重要依据。
在胚胎发育的奇妙旅程中，上皮封闭是确保组织完美融合、体节有序组装的关键环节。想象一下，胚胎就像一座正在建设的精密大厦，上皮封闭就如同大厦中那些将各个部分紧密连接起来的关键结构，它让组织之间的缝隙逐渐消失，最终形成一个完整且无疤痕的整体。在哺乳动物中，神经管的闭合、腭的融合；在昆虫里，果蝇胚胎的背侧闭合（Dorsal Closure，DC），这些过程都离不开上皮封闭。然而，这个如同拉链拉合般的上皮封闭过程，是如何在机械层面上被精准控制的呢？这一直是困扰科学家们的谜题。如果把上皮封闭看作是拉链的拉合，那么是什么力量在拉动拉链，又是什么机制在控制拉链的速度和方向呢？这个谜题的答案对于深入理解胚胎发育的奥秘至关重要，因为只有揭开它，才能更好地了解生命最初的构建过程，也能为相关疾病的研究和治疗提供线索。
为了解开这个谜题，来自多个国外研究机构的研究人员，包括 Centre for Genomic Regulation (CRG)、Instituto Biofisika 等，展开了一项深入的研究。他们通过一系列巧妙的实验，发现了一个神奇的 “秘密武器”—— 瞬态收缩缝（transient contractile seam），它在胚胎上皮封闭和体节组装中起着关键作用。这一研究成果发表在《Nature Communications》上，为胚胎发育领域带来了新的曙光。
研究人员在实验中运用了多种关键技术方法。首先是高分辨率时间推移成像技术，通过让果蝇胚胎表达肌动蛋白结合肽 sGMCA，研究人员能够清晰地观察到表皮拉链（zippering）的动态过程，从而量化拉链动力学和上皮几何形状。激光切割技术也发挥了重要作用，它帮助研究人员探测收缩缝中的张力变化。此外，顶点模型（vertex model）的构建和运用，让研究人员可以模拟和分析组织的力学行为，从理论层面深入探究上皮封闭的机制。
研究结果主要分为以下几个方面：
- 表皮缝产生张力控制拉链角度和速度：研究人员通过成像发现，在拉链点后 20 - 40μm 的密封组织内，肌动蛋白和肌球蛋白富集形成瞬态缝。通过顶点模型模拟和激光切割实验证实，该缝产生的张力能减小拉链角度，促进上皮封闭。而且，拉链角度与拉链速度之间存在明显的相关性，这表明拉链角度可能是控制表皮封闭的重要因素。
- 羊膜浆膜对缝产生的力有机械贡献：利用双色光片显微镜记录 3D 拉链动力学，发现羊膜浆膜（AS）与新鲜融合的表皮紧密接触，且其与表皮缝的长度、粘附长度以及 AS 钙粘蛋白接触区随时间变化趋势一致。激光切割实验表明，AS 对作用于拉链的拉力有机械贡献，且 AS 组织中的肌动球蛋白收缩性对于维持合适的收缩缝和促进拉链进展至关重要。
- 缝需要表皮和 AS 之间的整合素粘附和 JNK 活性：整合素在新鲜密封的表皮中富集，其在表皮中的下调会导致 AS 提前脱离、缝缩短、拉链角度增大和拉链动力学降低。JNK 活性在表皮中对维持缝的稳定性至关重要，其活性的变化与缝的拆卸和 AS 的脱离相关。
- JNK 失活与细胞形状变化有关：当缝拆卸时，细胞形状会发生变化，细胞会变圆，同时 JNK 失活。通过实验和模型表明，细胞形状变化与缝拆卸之间存在联系，且这种联系可能源于机械敏感性。
- 体节边界作为机械锚点维持缝的稳定性：体节边界能作为机械锚点维持收缩缝的稳定性，促进表皮体节的连续密封。研究人员通过在顶点模型中加入体节边界张力，成功模拟出缝的逐步拆卸过程，与实验结果相符。当降低体节边界张力时，会导致缝缩短、拉链进展缓慢且出现缺陷。
综合研究结论和讨论部分，这项研究揭示了组织拉链和缝拆卸在机械上是相互耦合的，最终实现无疤痕组织的形成。瞬态收缩缝由表皮和 AS 相互作用形成，在 JNK 信号通路和整合素介导的粘附作用下，产生拉力促进上皮封闭和体节的顺序组装。这一发现不仅为胚胎发育过程中上皮封闭和体节组装的机制提供了新的见解，也为理解其他生物过程中的组织密封现象提供了重要参考。未来，研究人员还需要进一步探索 JNK 活性维持的机制，以及细胞骨架效应器、整合素等分子之间的具体相互作用，以更深入地了解收缩缝维持和拆卸的细节。
