Nature：一种特殊的“细胞胶水”或能再生机体组织、促进伤口愈合并再生机体神经组织

细胞粘附分子在多细胞有机体中无处不在，其在组织发育、免疫细胞转运和神经系统布线等多种不同过程中能够指定精确的细胞-细胞间的相互作用。近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Programming Multicellular Assembly with Synthetic Cell Adhesion Molecules”的研究报告中，来自加州大学旧金山分校等机构的科学家们通过研究开发出了一种类似于“细胞胶水”样的分子，其或能以精确的方式来指导细胞彼此结合在一起的方式，这一研究发现代表着科学家们向构建组织和器官迈出了一大步，同时也是科学家们在再生医学领域长期追求的目标。

这项研究中，研究人员设计出了含有定制粘附分子的工程化细胞，这些粘附分子能以一种可预测的方式与特定的伴侣细胞结合，从而形成复杂的多细胞组合。研究者Wendell Lim说道，我们能够以一种特殊的方式来工程化改造细胞，这种方式能促使我们控制与哪些细胞发生相互作用，以及这些相互作用的性质，这或许就为构建诸如组织和器官等新兴结构打开了一扇大门。机体的组织和器官在胎儿处于母体子宫内就开始形成了，并会持续发育到整个童年期，到了成年时期，很多引导这些产生过程的分子指令就会消失，诸如神经等组织不能从损伤或疾病中痊愈。

图片来源：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05622-z

研究者Lim希望能通过工程化改造成体细胞来制造新的连接，从而克服这一问题，但要做到这一点，需要有能力来精确地涉及细胞之间的相互作用方式；一个组织的特性（诸如机体的皮肤）在很大程度上是由子内部不同的细胞的组织方式所决定的，如今我们正在设计方法来控制细胞的组织方式，这是我们合成拥有我们希望的特性的组织的核心。能让一个既定的组织变得不同的大部分原因就是其细胞如何紧密地结合在一起，在一个实体器官中（比如肺部或肝脏），很多细胞都会被紧密结合在一起，但在免疫系统中，较多的结合力会促使细胞能通过血管流动或在皮肤或器官组织的紧密结合的细胞之间爬行，从而抵达病原体或伤口患处。

为了指导细胞结合的质量，研究人员将其设计的粘附分子分为两部分，其中该分子的一部分能作为细胞外部的受体，并决定其能相互作用的其它细胞，而细胞内的另一部分则能调整行程的粘合强度，这两部分都以模块化的方式混合和匹配，从而就会形成一系列定制化的细胞，并以不同的方式与多种细胞类型进行结合。研究者Stevens表示，这些研究发现也有着其它应用，比如，研究人员能设计出特殊的组织来模拟疾病状态，从而使其能更容易地在人体组织中进行研究。

细胞粘附是动物和其它多细胞有机体生物进化的一个关键阶段，定制化的粘附分子或许能帮助研究人员更加深入地理解从单个细胞到多细胞有机体的途径是如何开始的。让研究人员非常兴奋的是，如今他们能够更多地理解进化机制是如何开始构建机体的，本文研究结果揭示了一种复杂的分子粘附模式，其能确定哪些细胞会发生相互作用以及以哪种方式发生相互作用，如今研究人员就能利用一种特殊代码来指导细胞如何组装成为组织和器官，这些工具或许具有革命性的变革作用。

综上，诸如冷冻电镜等技术或工具或能赋予细胞和组织工程学技术强大的能力，从而用于系统性研究机体的多细胞组织方式和过程。（Bioon.com）

原始出处：

Stevens, A.J., Harris, A.R., Gerdts, J. et al. Programming Multicellular Assembly with Synthetic Cell Adhesion Molecules. Nature (2022). doi：10.1038/s41586-022-05622-z