受伤肌肉细胞留下的“幽灵纤维”引导干细胞再生
鬼魂不是典型的细胞生物学研究对象。卡内基科学研究所(Carnegie Institution for Science)和美国儿童健康与人类发展研究所(National Institute of Child Health and Human Development, NICHD)的科学家开发了一种技术,可以在活小鼠的损伤部位观察肌肉干/祖细胞的迁移,他们报告说,“幽灵纤维”(ghost fibers),即死亡肌肉纤维留下的旧细胞外基质的残留物,将细胞引导到开始愈合的位置。通过使用双光子成像结合二次谐波产生(SHG)显微镜,卡内基的Micah Webster和陈明范,以及美国国家NICHD的Uri Manor和Jennifer lippintt - schwartz观察到这些细胞正在救援,利用这些幽灵纤维的长轴展开并定位自己。
这项研究将由该杂志发布在网上细胞干细胞2015年12月10日,在2月4日出版之前。韦伯斯特将于2015年12月13日在圣地亚哥ASCB 2015上展示幽灵纤维的工作。
这是第一次骨骼的直接可视化肌肉韦伯斯特说,活小鼠的干细胞/祖细胞介导再生。它还展示了将高分辨率显微镜技术(如双光子成像)与另一种先进技术(SHG成像)相结合的可能性,这种技术可以在活组织中深度观察荧光标记。SHG将两个光子变成一个,但波长只有原来的一半,避免了染料漂白和信号饱和的问题。
结合这两种技术,研究人员能够成像激活的肌肉干/祖细胞细胞沿着失去的肌肉细胞留下的单个幽灵纤维的长轴双向移动。干细胞/祖细胞沿着幽灵纤维扩散,在那里它们可以分裂、融合并完全分化成新的肌肉。当研究人员重新定位幽灵纤维时,再生的肌肉组织变得杂乱无章。韦伯斯特说,他们对干细胞/祖细胞的直接观察表明,幽灵纤维在肌肉再生中发挥着“建筑作用”,作为模板,按比例放置新的肌肉组织,以便与受损部分匹配相同的大小和方向。