随风 2006年10月17日 14:27
定制形状的微管细胞生长揭示出人体中一些最为重要的器官是如何成形的，以及它们是如何生长成癌肿块的。
据美国期刊《科学》的新闻消息：动物器官中的一种常见生长形式为：由一个管道生成越来越细小的分支。肺、肾脏、唾液腺以及乳房组织都是通过这种形式生长的。但生长中的支管是如何以及在哪里合为一体的？这个过程被证实是复杂的，而且不仅仅因为这些器官的生长情况很难被观测到。
一个在三维模型中模拟人造微管生长的实验提供了一些新的线索。加利福尼亚的劳伦斯柏克莱国家实验室的迈那•比赛尔，莎莉丝特•尼尔森及其同僚，用定制的微型容器来培育乳房细胞的微管。他们发现容器的形状决定了分支在哪里形成。在长方形的容器中，微管只在靠近长方形短边的位置分支，而不在长边附近；在新月形的容器中，新的分支只朝着凸面生长；在Y形容器中，微管在Y的顶端分支，而并非沿着边或是在中间。而这样对微管动态生长的观测在动物实验中是非常困难的，比赛尔表示：你得杀死上百只小鼠。
为什么分支仅在特定的几何形态形成？研究者使用的数学模型揭示出：关键在于抑止分支的分子，即被称作TGF-β（转化生长因子-β）的蛋白质。它是由乳房细胞产生的，它在乳房组织生长中抑止分支形成。
当研究人员控制住这个分子，实验微管便向各个方向形成分支，而不管容器的形状如何。由于TGF-β是由它自身细胞产生的，生长中的微管就可以明显感觉到哪个方向有最多的生长空间，例如长方形的窄端或者Y形的顶端。比赛尔表示，这一系统能帮助科学家更好的了解到细胞对其瞬间环境是如何反应的，以及肿瘤生成或扩散这一进程是如何产生的——这些细胞丧失了从它们所处环境中读取信号的能力从而阻碍了它们正常分支（生长）。这种能力的恢复可能将成为一种减缓或抑止它们生长的途径。研究小组的报告刊登在10月13日的《科学》中。
剑桥大学的启发生物学家海伦•丝卡尔表示：关于分支的更多研究聚焦在起促进作用而不是抑止作用的分子上，这一新的研究对了解分支形成位置很有帮助。她也警示说这一系统有很多人工模拟并且只揭示了这一进程的一小部分。
