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根据接收小区和信号持续时间的不同Wnt信号的解释也不同

摘要 同一条信息可以被不同的个体(细胞之间也是如此)有不同的解释。林雪平大学研究人员的一项研究表明了这一点,他们研究了通过Wnt 信号传导进...

同一条信息可以被不同的个体(细胞之间也是如此)有不同的解释。林雪平大学研究人员的一项研究表明了这一点,他们研究了通过Wnt 信号传导进行的细胞通信,Wnt 信号传导在胚胎发育和癌症中起着决定性作用。他们的研究结果发表在《细胞系统》杂志上,鉴于 Wnt 信号传导如何发挥作用的普遍观念,这一结果令人惊讶。

我们体内的细胞处于不断的沟通之中。尽管细胞通讯在我们体内发生的一切事情中起着决定性作用,但细胞之间几乎没有什么通讯方式。Wnt信号传导就是其中之一。它是在 20 世纪 80 年代通过其在某些癌症发展中的作用而被发现的。

很快发现,Wnt 信号传导在从果蝇到人类的多种生物体的胚胎发育中也具有基本功能。

“在生命之初,Wnt 信号传导对于身体的正常形成至关重要,而细胞之间的通讯失调可能会导致癌症。我们试图回答的一个关键问题是,这种沟通模式在这两个不同的阶段是否以相似的方式发挥作用,”林雪平大学生物医学和临床科学系博士后 Pierfrancesco Pagella 说。

人们早就知道,当一个细胞向另一个细胞发送 Wnt 消息时,接收细胞会发生行为变化。这是通过激活基因组中的某些基因并抑制其他基因来实现的。长期以来,Wnt 信号传导一直被认为总是激活相同的基因组,从而产生了“Wnt 靶基因”这一术语。但目前的研究推翻了这一假设,克劳迪奥·坎图领导的研究小组表明,信号可能会根据其持续时间产生截然不同的效果。在他们的实验中,研究人员发现,给予特定细胞类型(例如胚胎干细胞)的相同信号,根据信号持续时间的不同,会产生显着不同的效果。

“根据信号传递时间是 90 分钟、4 小时还是三天,细胞会做出不同的反应。这不仅仅是延长相同信息的问题,”Pierfrancesco Pagella 说道。

发育生物学中一个长期存在的关键问题是:由于所有细胞都含有相同的基因组,细胞如何知道使用所有基因组指令中的哪一条来获得其正确的身份?

“我相信这一发现揭示了一种与基因组‘说明书’相关的新型细胞行为。一些细胞真正读取并利用这些信息来改变自己的身份,而另一些细胞则选择不将其用于此目的。我们的研究揭示了它在 Wnt 信号传导机制背景下的工作原理。据我们所知,这种新颖的现象以前从未被发现过。”高级副教授 Claudio Cantù 说道。

研究人员还发现,这不仅与信息有关,还与接收细胞的身份有关。当向两种不同的细胞类型提供完全相同的信号时,它们的立即反应也是不同的。研究人员将其比作人际沟通,不同的人可以对同一信息做出不同的解释。

研究人员认为,这种现象背后的原因是细胞之前的经历。接受 Wnt 信号传导的细胞类型之一是未成熟胚胎干细胞。这些是最年轻的细胞,可以进一步发育成生物体中所有各种专门的细胞类型。当研究人员实验中的干细胞接收到 Wnt 信号传导时,它们的身份发生变化,类似于一种特殊的细胞类型,研究人员将这种行为称为“可塑性”。

研究小组还研究了特殊细胞类型如何对相同信号做出反应。尽管接收到相同的信号,这些细胞只是暂时发生变化,并最终恢复到初始状态,林雪平大学的团队将这种意想不到的行为称为“弹性”。

研究人员提出的一个假设是,第二种行为“弹性”可能会导致癌细胞的攻击行为。对这一现象的新见解可能会用于开发新的治疗策略,以影响癌细胞对 Wnt 信号传导的反应。这些知识还可以为发现不同情况下信号到底针对哪些基因奠定基础。

该研究由瑞典癌症协会、林雪平瓦伦堡分子医学中心的克努特和爱丽丝瓦伦堡基金会以及瑞典研究委员会资助。

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