客觀日本

熊本大學揭示身體左右不對稱的起點源於細胞運動

2025年04月01日 生物醫藥

熊本大學國際尖端醫學研究機構的淺井理惠子特任講師等人的研究團隊發表研究成果稱,通過解析孵化初期的雞胚胎,發現細胞的運動存在左右差異。這表明,身體的左右不對稱的存在比此前推測的時間更早出現。

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圖1:引發左右不對稱的細胞運動。(A)實驗過程示意圖。將從雞蛋中取出的胚胎在顯微鏡下進行培養,並進行活體即時成像。(B、C)通過粒子圖像測速(PIV)法對細胞運動的分析結果。(B)利用名為Streamline的分析法對細胞運動進行視覺化的示意圖。(C)基於B圖,按速度進行顏色區分的示意圖。結果表明,胚胎右側(Right,R)的移動速度快於左側。(供圖:熊本大學)

該研究成果有望闡明由不對稱缺陷引起的人類疾病的新發病機製。相關研究成果發表於美國科學院院刊《PNAS》2月3日刊上。

許多生物都擁有著左右對稱的外觀和不對稱的內髒這樣複雜的身體結構。身體的左右對稱始於胚胎的中軸結構物的形成,然而對於不對稱的起源,此前一直沒有明確的答案。

此次研究團隊在顯微鏡下對與人類同屬羊膜類的雞胚胎進行了培養和活體即時成像,並通過PIV(粒子圖像測速法)對細胞運動進行了解析。PIV是一種用於視覺化和測量流體的技術,基於流體力學的測量方法,廣泛應用於測量水流和汽車行駛時產生的氣流等。

結果發現,在被稱為原線的中軸結構物形成時期,細胞的運動就存在明顯的左右差異。

細胞運動不僅在器官形成過程中發揮著重要作用,在免疫應答和癌症轉移等維持生命穩定狀態的過程中也發揮著重要作用,其功能異常可能是嚴重疾病的誘因。

淺井特任講師表示:「許多動物都具有左右對稱的外觀和不對稱的內髒這樣複雜的結構,但是對於這種身體構造是如何形成的這一根本性的問題,還存在著許多未解之謎。本研究探討了身體的左右差異是從何時開始的,這一內容也涉及到演化和物種多樣性方面的重要課題,若能借此展現基礎研究的魅力,我將深感榮幸。目前我們正在招募願意與我們一起享受研究樂趣的學生和研究助理,歡迎大家來參觀我們的研究室。」(聯繫方式:淺井理惠子 rasai@kumamoto-u.ac.jp)

原文:《科學新聞》
翻譯:JST客觀日本編輯部

【論文資訊】
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)
論文:Bilateral cellular flows display asymmetry prior to left-right organizer formation in amniote gastrulation
DOI:doi.org/10.1073/pnas.2414860122