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再生醫(yī)學(xué)與NMT非損傷微測技術(shù)(3)——離子流檢測

瀏覽次數(shù):5698 發(fā)布日期:2018-7-25  來源:旭月微信公眾號

再生醫(yī)學(xué)與NMT非損傷微測技術(shù)(3)

 

作者:許越

盡管早在1905年,科學(xué)家Morgan就提出,細胞/組織外部的某些擴散性物質(zhì)構(gòu)成的特殊空間信息決定了組織的極性和分化方向。

但是,直到1997年,才由NMT(非損傷微測技術(shù))的創(chuàng)始人員,Jaffe 和 Nuccitelli利用早期NMT技術(shù)觀測到了,組織/細胞的電學(xué)極性來源于帶有位置和方向信息的,離子和電場的非對稱分布。而這種電學(xué)極性必須靠它們外部電流/離子流動來維持。

2003年哈佛牙醫(yī)福塞斯研究所(Harvard School of Dental Medicine Affiliate The Forsyth Insitute)Dr. Michael Levin實驗室的Tim Hsiau,應(yīng)用扁形蟲(也叫扁平蟲)對離子通道和離子泵在組織再生過程中的作用進行了藥理學(xué)研究。通過藥物篩選的方法,他們證明了有些離子通道活性是組織正常再生的必要條件(見圖2和圖4)。

 

(圖2)

 

比如,如果EAG類K+通道受到抑制,那么組織再生的起始過程將被終止;而如果H+ / K+-ATP泵和電壓依賴性K+通道受到抑制,則會引起再生眼睛的缺陷。即:K+的信號傳導(dǎo)和K+誘發(fā)的電壓差在組織再生中起著重要的作用。

 

(圖4)

 

該研究人員還進一步提出了離子流/梯度應(yīng)該可以通過下面的幾個潛在機制來引發(fā)非對稱的基因表達。

1)這些離子流及其產(chǎn)生的電場可以傳遞位置信息;

2)離子流/梯度可能以靜電的形式吸引帶電荷的成形素(morphogens),比如:Ca2+,肌醇三磷酸(inositol triphosphate);

3)離子流/梯度的非對稱分布有可能會激活電壓控制的細胞間隙,從而引發(fā)細胞間通訊的發(fā)生。

而不管前期的誘因是什么,后來的成形素便觸發(fā)了一系列連鎖反應(yīng),最終導(dǎo)致基因的不同表達。這些步驟包含著極為復(fù)雜的細胞間通訊及相互間的準確協(xié)調(diào)。

他們的實驗證明了,細胞/組織外的離子流,及其導(dǎo)致的電場差異,在組織再生里起著重要的作用。而這正是NMT可以充分發(fā)揮其作用的地方。

 

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參考文獻:

  • "Ion Channel and Pump Function in Planarian Regeneration" by T Hsiau - ‎2003

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