粘着支架的超微结构在人类多能干细胞中揭晓
局灶性粘附被称为信号平台,将细胞外基质的生化和物理质量信息传播到细胞内信号级联反应中。然而,在人类多能干细胞的背景下,粘着斑仍未被研究。芬兰图尔库大学图尔库生物科学中心的研究小组与世界著名的霍华德·休斯医学研究所的珍妮莉亚研究园区合作,使用最先进的超高分辨率显微镜揭示了粘着支架的超微结构。
人类多能干细胞在再生医学方面具有广阔的前景。这些细胞几乎可以分化为所有成年细胞类型,并且可以无限增殖。迄今为止,将多能干细胞衍生的疗法应用于临床正在拖延。这可能是由于缺乏对细胞多能性的基本细胞生物学特性(如细胞与细胞外基质相互作用)的了解所致。这项研究揭示的超微结构特性可能为人类多能干细胞如何与其周围环境合作提供新颖的见解。
“我们的结果表明,粘着斑结构的消除会导致多能状态加速退出。此外,我们的三维超分辨率成像技术暴露了多能细胞粘着斑支架中多个先前未描述的特征。这些结果表明,粘着斑可能是重要的在多能性的背景下,”该出版物的第一作者博士候选人Aki Stubb说。
Ivaska教授的团队在美国弗吉尼亚州HHMI的Janelia研究园区进行了干涉光活化定位显微镜(iPALM)实验,提供了人类多能干细胞中黏着斑超微结构的详细信息。iPALM能够达到20纳米以下的空间分辨率,并且是研究质膜附近富含蛋白质的细胞结构的理想工具。
先前的研究表明,粘着支架在体细胞中被组织成功能层。
在人类多能干细胞中,还可以检测到保守的功能层。但是,关键的机械敏感蛋白Talin1和Vinculin表现出不同寻常的纳米级位置。同样,整合素,介导细胞-细胞外基质粘附的细胞表面受体,表现出空间亚型特异性区室化。
“我们不知道控制多能干细胞粘附的异常纳米级结构的原因或机制。但是,我们的结果暗示着独特的结构可能是多能细胞的特征。我们对连接灶性分子的分子机制感兴趣黏附与多能性转录调控”,来自图尔库生物科学中心的学院教授Johanna Ivaska说。