První časosběrný záznam buněčné aktivity během regenerace končetiny

První časosběrný záznam buněčné aktivity během regenerace končetiny
První časosběrný záznam buněčné aktivity během regenerace končetiny
Anonim

Výzkumníci poprvé zaznamenali, jak se buňky epidermis chovají během opětovného růstu dospělých končetin po amputaci.

Ve studii, která bude zveřejněna v časopise eLife, provedl tým z Institutu funkční genomiky v Lyonu (Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon, IGFL), Francie kontinuální živé zobrazování regenerující se nohy v korýš Parhyale hawaiensis, blízký příbuzný obyčejného písku.

Parhyale hawaiensis byl představen v roce 2014 jako model pro regenerativní studie v článku, jehož spoluautorem je Michalis Averof, ředitel výzkumu na IGFL a hlavní autor současné studie.

"Parhyale hawaiensis se dobře hodí pro zobrazování opětovného růstu končetin, " říká Averof. "Zvířata mají poměrně rychlou regeneraci končetin, která mladým dospělým vyžaduje jen jeden týden, aby jim nohy úplně znovu dorostly. Jejich drobné končetiny nám také umožňují zobrazit proces regenerace v bezprecedentních detailech buňky po buňce v celé jejich tloušťce."

K zaznamenání opětovného růstu nohy Parhyale hawaiensis tým použil geneticky upravené nástroje k označení epidermálních buněk končetiny pomocí fluorescenčních proteinů. Poté pomocí mikroskopie pořizovali kontinuální živé záznamy během prvních dnů opětovného růstu, přičemž fluorescence v buňkách jim umožnila zachytit jejich individuální aktivitu.

"Pomocí této metody jsme identifikovali specifickou sekvenci událostí a chování buněk, které se odvíjejí během opětovného růstu končetiny," říká první autorka Frederike Alwes.

"Ty zahrnují uzavření rány, po kterém následuje klidné období, kdy epidermální buňky pomalu migrují směrem k místu rány, což pak vede k rozsáhlému buněčnému dělení a pohybu, protože nová noha začíná vyvíjet svůj tvar. Překvapilo nás, že mezi posledními dvěma fázemi došlo k ostrému přechodu, což naznačuje, že buňky byly koordinovány společným signálem."

Studie také poprvé ukázala, že v nových končetinách neexistují žádné specializované kmenové buňky pro regeneraci epidermis. Místo toho se většina epidermálních buněk pahýlu nohy dělí a přeskupuje, což přispívá k novým segmentům v noze.

Alwes vysvětluje: „Vhled do chování buněk během opětovného růstu končetiny byl tradičně shromažďován zobrazováním fixovaných vzorků a pokusem o doplnění chybějících kousků kvůli obtížím při sledování buněk během regenerace u aktivních dospělých zvířat. schopnost sledovat pohyby a chování jednotlivých buněk individuálně v průběhu času, máme nyní prostředky k pochopení buněčné dynamiky regeneračního procesu, který nemohl být rekonstruován z pevného materiálu.

„Zatímco se náš článek zaměřuje převážně na chování epidermálních buněk, nyní plánujeme rozšířit tuto práci tak, aby zahrnovala všechny různé typy buněk, které se podílejí na opětovném růstu končetin. Konečným cílem našeho výzkumu je prozkoumat, jak mohou některá zvířata reagovat na vážné zranění regenerací celé části těla, která byla ztracena."

Populární téma