新的建模技术发现了令人惊讶的肝组织“液晶”组织
目前使用的哺乳动物肝组织简化模型只能有限地显示肝组织是如何构造和形成的。近70年后,马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所以及复杂系统物理学研究所的研究人员与德累斯顿工业大学一起利用新型显微镜技术、计算机辅助图像分析和三维组织重建,创建了一个新的逼真的肝脏组织三维模型。值得注意的是,他们发现肝脏具有类似于液晶的有组织的结构。
的肝是人体最大的代谢器官,具有复杂的组织结构。它对血液解毒和新陈代谢至关重要。血液通过血管流向肝脏细胞肝细胞吸收和代谢物质,并分泌胆汁排出肠道。细胞是如何相互作用并自我组织形成功能组织的?为此,必须知道它的三维结构。今天,人们对组织的结构及其与功能的关系仍然知之甚少。因此,一个由生物学家、物理学家和数学家组成的跨学科团队致力于创建一种新的肝脏模型,以解释细胞是如何集体形成的肝组织因此是一个健康的器官
1949年,解剖学家汉斯·埃利亚斯(Hans Elias)手工绘制了肝小叶的结构模型。自那以后,进展甚微。为了解决这个突出的问题,德累斯顿的研究人员从小鼠肝脏组织的显微镜图像中计算重建了组织的三维几何结构,并应用物理学的概念进行分析。令人惊讶的是,鉴于肝组织的无定形外观,研究人员发现肝细胞遵循a液晶订单,类似于制造电子显示器。液晶的结构不如晶体,但比液体中的分子更有组织。
血管和肝细胞之间的通讯
Hernán马普分子细胞生物学和遗传学研究所马里诺·泽里尔实验室的博士后研究员莫拉莱斯-纳瓦雷特解释说:“我们的研究结果表明肝细胞而肝窦是体内最小的血管,它们在两个方向上相互交流:血管指示肝细胞,肝细胞将信号发回肝细胞血管建立和维护液晶秩序。这种双向交流是肝组织自组织的核心部分。”这样的结构赋予组织功能和抗局部损伤的健壮性。
同样隶属于德累斯顿系统生物学中心的Marino Zerial总结道:“我们发现了肝组织组织的新颖设计原则。只有了解了肝组织是如何形成一个功能器官的,我们才能更好地理解人类的异常和故障。此外,我们的研究提供了肝脏之外的一般框架组织因为他阐明了细胞如何相互作用并组装成组织的规则。”
更多信息:Hernán Morales-Navarrete等人。肝组织的液晶组织,eLife(2019)。DOI: 10.7554 / eLife.44860