组织如何检测和修复身体隐藏的支持系统的损伤

范德比尔特大学研究人员的一项新研究揭示了一种以前未知的生物学机制：组织如何检测和应对基底膜的损伤，基底膜是包围和支持身体几乎每个器官的细胞外基质薄层。

这项发表在《发育细胞》上的研究首次揭示了局部细胞如何感知和应对损伤引起的基底膜硬度变化，以及它们如何激活一组以前未知的“基质修复”细胞来修复组织。这项研究的结果具有深远的意义，因为基底膜损伤在许多疾病中起作用，包括糖尿病、痴呆症和癌症。

基底膜是细胞外基质——蛋白质和碳水化合物的平片——对组织结构和功能至关重要。但像所有组织一样，它们也会受到损伤。到目前为止，身体如何注意到并治愈这些基底膜的损伤仍然是一个谜。

研究人员Andrea Page McCaw说：“几乎没有人知道如何检测和修复受损的基质。”。“基底膜位于细胞外，我们想知道细胞是如何知道膜何时受损以及如何修复的。”史蒂文森教授兼细胞与发育生物学教授Page McCaw与她实验室最近的研究生Aubrie Stricker一起领导了这项研究。

然而，研究基底膜具有挑战性，因为它们最好在完整的动物身上进行研究。佩吉·麦考说，如果你把它们从动物身上移除，你就会改变它们的组织以及它们与其他细胞和液体的关系。在这项研究中，研究小组完全研究了生物体，并在果蝇身上进行了精确的基因操作，保护了基底膜的自然环境，并使研究小组能够实时研究它们的功能。Page McCaw和Stricker采用先进的体内成像技术观察果蝇完整消化系统内的基底膜动力学。为了整理他们收集的复杂成像数据，研究人员使用了自动图像分析方法，该方法能够精确量化组织刚度的变化。“Vandy有着高度协作的氛围，我们能够从同事Shane Hutson那里获得自动图像分析的帮助，”Page McCaw说。Hutson是一位物理学教授。

作者发现了三个关键结果：

佩吉·麦考说：“奥布里发现，基质修补器的出现需要压电效应，这是一个非常激动人心的日子。”。

尽管这项研究是在果蝇身上进行的，但其影响也延伸到了人类健康。了解身体如何检测和修复这种损伤，可能会在再生和运动医学以及糖尿病、痴呆症和癌症等各种疾病中找到新的治疗方法。

尽管研究人员已经确定了压电通道在感知损伤中的作用，但研究小组希望确定哪种细胞类型使用它们来感知刚度。他们假设干细胞（通常与基底膜紧密接触）可能是参与修复的细胞。如果是这样，它可能会重塑我们对干细胞如何维持全身组织完整性的理解。p