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上皮细胞张力调控肠道细胞挤出机制:机械力竞争维持肠道屏障稳态
《SCIENCE》:Epithelial tension controls intestinal cell extrusion
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月05日 来源:SCIENCE 45.8
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来自国际团队的研究人员通过肠道类器官和活体成像技术,揭示了肠道上皮细胞挤出(extrusion)的新机制。研究发现细胞间"拔河式"(tug-of-war)的机械力竞争决定了细胞命运,肌球蛋白II(myosin II)介导的收缩力网络通过淘汰力学弱势细胞来维持上皮屏障功能,为先天性簇状肠病(tufting enteropathy)等疾病提供了新的治疗靶点。
肠道上皮作为机体与肠腔内容物之间的保护屏障,其稳态维持依赖于持续更新的细胞挤出(extrusion)过程。传统理论认为增殖导致的细胞拥挤会触发绒毛顶端细胞挤出,但这项研究颠覆性地揭示了机械力竞争的核心作用。
通过三维水凝胶培养的肠道类器官结合光遗传学操控,研究人员观察到整个绒毛区域都存在由收缩性肌动球蛋白网络(actomyosin network)产生的组织张力。当某个细胞无法产生足够张力对抗周围细胞的拉力时——就像输掉一场微观的"拔河比赛"——就会被挤出上皮层。光遗传学激活收缩性或基因编辑改变肌球蛋白II(myosin II)活性均证实:高收缩性细胞会主动挤出低收缩性邻居,而激光消融破坏细胞基底皮层也会立即触发挤出。
在先天性簇状肠病模型中,上皮细胞粘附分子(EpCAM)缺失导致肌球蛋白II过度活化,引发异常的强力细胞竞争。这种力学失衡不仅增加挤出率,还会优先淘汰野生型细胞,破坏组织架构。研究首次阐明肠道通过动态力学筛选来清除"薄弱环节",为理解上皮屏障疾病提供了全新视角,提示靶向力学信号通路可能成为治疗新策略。
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