身體裡的細胞就像蟻群一樣，必須協同工作才能完成它們的任務。在任何情況下，這種合作都取決於溝通。螞蟻是透過嗅覺和聲音等來做到這一點的，而細胞正如CiRA研究人員的一項新研究所示，透過一種叫做表型細胞同步性(PSyC)的系統來傳遞小囊泡的方法，使其活動同步。
我們所有的身體都是透過胚胎細胞分裂形成的，隨著時間的推移，不同的細胞亞群開始形成不同的組織和器官。為了實現這一點，細胞，特別是那些相鄰的細胞，必須定期交流，以協調它們的活動。
“細胞必須在一起分化才能形成正常的組織和器官，”領導這項研究的CiRA教授Jun Yamashita解釋說。“我們知道訊號通路基因網路為單個細胞但我們對細胞是如何同步的知之甚少。“
胚胎幹細胞是胚胎生長過程中最早的細胞型別之一，通常用於研究身體任何部位發育的第一步。為了發現PSyC，研究小組使用了他們設計的一種特殊型別的胚胎幹細胞。
“我們用的胚胎幹細胞它具有蛋白激酶A的活性。這加速了細胞的分化，“提出該專案並進行了大部分實驗的Minakawa TomohiroMinakawa說。
通常，一組胚胎幹細胞會顯示出同步的發育模式。然而，由於他的蛋白激酶A胚胎幹細胞顯示出加速分化，Minakawa和他的同事們預計，將這些胚胎幹細胞與常規胚胎幹細胞混合將破壞這種同步性，導致兩組分化率不同。
然而，這並不是他們所觀察到的。雖然這兩種細胞的分化率最初是不同的，但正常的胚胎幹細胞最終卻趕上了它們的蛋白激酶A。這項研究稱之為PSyC。
“只有在細胞距離很近的情況下才能看到PSyC。但是如果我們在它們之間放置一些距離，效果就會消失，”Minakawa指出。“這表明鄰近的細胞是透過相互傳遞小泡來進行PSyC的交流。”
為了在彼此之間交換化學物質和分子，細胞通常會把這些物質包裹在細胞外的小泡裡，就像把一封信放入信封裡一樣。細胞外的小泡隨後從細胞中釋放出來，結合到另一個細胞或被另一個細胞吸收。然後，細胞外囊泡開啟以釋放其在第二個單元格內的包。
進一步分析發現，細胞外小泡傳遞的多種生物分子中有微RNA-132。用PSyC誘導胚胎幹細胞向中胚層細胞轉化。為了證明這一點，研究人員將奈米粒子內的微RNA-132匯入細胞，發現了同樣的效果。
Yamashita指出，雖然它們在細胞通訊中的作用並不新鮮，但細胞外小泡同步細胞活動的發現是首次。
“我們已經知道細胞外的小泡被用於細胞間的通訊，但是psyc顯示它們可以用來同步。”細胞為了細胞的命運和分化，“他說。
更多內容：Tomohiro Minakawa et al, Extracellular vesicles synchronize cellular phenotypes of differentiating cells, Journal of Extracellular Vesicles (2021). DOI: 10.1002/jev2.12147
