Nature：上皮細胞如何保持數目恒定？原來是靠拉拉扯扯

　　美國猶他州大學Huntsman癌癥研究所（HCI）的科學家今天在《Nature》雜志上發表文章，介紹上皮細胞如何更新，保持細胞分裂和細胞死亡之間的數目恒定。

　　上皮細胞組成的皮膚覆蓋了內部器官，在器官上形成一道保護屏障，使其可以正常地發揮作用。不過，上皮中的細胞以非常快的速度更新。為了維持健康的細胞密度，分裂和死亡的細胞數量必須相同。如果這種平衡被打破，炎性疾病或癌癥就會發生。

　　這項研究的領導者，Huntsman癌癥研究所的Jody Rosenblatt博士稱：“如果過多的上皮細胞死亡，你將失去器官屏障的功能，這樣哮喘和結腸炎等炎性疾病就會發生。另一方面，如果太多的細胞分裂，那么細胞就會過剩，有可能導致腫瘤發生。因此，任何一方面的不平衡都是有問題的。”

　　大約90%的癌癥發生在覆蓋器官的上皮中。了解哪些因素控制細胞分裂和死亡，以及這些過程如何關聯，對了解癌癥的發生十分關鍵。HCI的研究團隊發現了這個謎題的答案。他們了解到，相反的機械張力控制了細胞分裂和細胞死亡。具體來說，拉伸上皮細胞導致其分裂，而擠壓上皮細胞導致其排出和死亡。

　　Rosenblatt表示：“我們的發現可歸結為一個十分簡單的原則。這都取決于機械張力。如果細胞覺得太過擁擠，它們就會彈出一些細胞。細胞的排出使得整塊細胞又恢復到它們喜歡的密度。”

　　另一方面，研究人員又注意到細胞在稀疏的區域發生分裂。“如果細胞變得過于稀疏，它們就會激活細胞分裂，這個信號來自機械拉伸，”Rosenblatt解釋說。“為了測試這一點，我們拉伸細胞，發現僅僅一小時就能觸發細胞分裂。這個過程還表明拉伸是細胞分裂的正常觸發器。”

　　下一個問題是找出這些過程發生的原因。Rosenblatt的團隊發現，細胞分裂和死亡都是由同一個蛋白控制的，這就是Piezo1。

　　“這個蛋白質能感知擁擠和拉伸，但結果是完全不同的，這取決于細胞處于什么狀態。Piezo1就像一個調節冷熱的恒溫器，通過一個傳感器去測量擁擠和拉伸。如果有兩個獨立的調節器，那么若一個傳感器出問題，事情可能會失去控制，”Rosenblatt說。

　　此外，Rosenblatt的團隊還發現了細胞周期中的一個階段，其中細胞暫停分裂。他說：“我們一直認為，一旦細胞進入一個分裂周期，它們只能前行通過。不過我們發現了一個點，其中細胞暫停下來，等待分裂。這些細胞已經準備好了一切，但它們仍停在那里，這是我們沒有預料到的。”

　　Rosenblatt認為，通過了解細胞在正常情況下如何分裂，科學家將更好地了解上皮細胞在癌癥中如何分裂。“我們正在探索這些過程是如何出錯的，特別是那些目前仍無法治療的疾病，比如哮喘和轉移性癌癥。”