合成细胞胶”发展

旧金山加州大学的研究人员设计分子像“细胞粘合,允许他们以精确的方式直接细胞如何彼此债券。发现代表一个重大一步构建组织和器官再生医学的长期追求的目标。

粘附分子发现自然全身,举行数以万亿的细胞在高度有组织的模式。它们形成结构,创建神经元电路和引导免疫细胞目标。附着力也促进了细胞之间的沟通保持身体功能作为一个自我调节的整体。

在一项新的研究中,这项研究发表在12月12日,2022年,的问题自然,研究人员工程细胞包含定制的粘附分子与特定合作伙伴细胞以可预测的方式结合,形成复杂的多细胞的集合体。

“我们工程师细胞的方式使我们能够控制哪些细胞相互作用,以及控制的本质,互动,”资深作者温德尔Lim说,博士,细胞和分子药理学的拜尔斯特聘教授和加州大学旧金山分校细胞设计研究所主任。“这开启了大门建筑的小说结构组织和器官。”

再生细胞之间的连接

身体组织和器官开始形成在子宫内,通过童年的继续发展。到成年期,许多分子的指令,指导这些生殖过程已经消失,和一些组织,如神经,无法治愈的伤害或疾病。

Lim希望克服这个工程成人细胞新连接。但这样做需要的能力正是工程师细胞如何相互作用。

“组织的性质,比如你的皮肤,是在很大程度上取决于不同的细胞是如何组织的,”亚当·史蒂文斯说,博士,哈氏细胞设计研究所研究员和该论文的第一作者。“我们发明了一种方法来控制这个组织的细胞,这是能够合成组织核心属性我们希望他们。”

一个给定的组织不同的细胞紧密结合在一起。在实体器官,肺或肝脏等许多细胞将被结合非常紧密。但在免疫系统,较弱的债券使细胞通过血管或爬行之间结合紧密的皮肤或器官组织细胞病原体或伤口。

细胞结合的直接质量,研究人员设计了粘附分子在两部分。分子的一部分作为受体细胞外部和确定哪些其他细胞相互作用。第二部分,细胞内,音乐的力量形成的纽带。这两部分可以混合和匹配以模块化的方式,创建数组定义细胞债券以不同的方式在细胞类型的光谱。

代码的底层细胞组装

史蒂文斯说,这些发现也有其他应用程序。例如,研究人员可以设计组织疾病模型,使它更容易在人体组织研究它们。

细胞粘附是一个关键的发展进化的动物和其他多细胞生物,和自定义粘附分子可能会提供一个深入了解的路径从单一到多细胞生物如何开始的。

“这是非常令人兴奋的,我们现在更了解进化是如何开始建立机构,”他说。“我们的工作揭示了一个灵活的分子粘合代码,确定哪些细胞相互作用,并以何种方式。现在我们开始了解它,我们可以利用这段代码直接细胞如何组装成组织和器官。这些工具可以真正变革。”

参考:史蒂文斯AJ,哈里斯AR, Gerdts J, et al。编程多细胞组装与合成细胞粘附分子。自然。2022:1-3。doi:10.1038 / s41586 - 022 - 05622 - z

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