美国科学家最新研究发现,构成皮肤、器官和体腔内层的上皮细胞之间存在“交谈”现象,通过微弱的电信号进行交流,颠覆了此前认知。研究团队通过在芯片上培养上皮细胞并内置电极,利用激光“刺痛”细胞,观察到细胞受伤时会向邻居发出缓慢但持久的“尖叫”信号。这些“尖叫”依赖于离子流,尤其钙离子,传递速度仅为神经脉冲的千分之一,但持续时间长,传播距离远。这一发现有望推动可穿戴生物电传感器技术发展,并为伤口愈合治疗提供新思路。
💡上皮细胞的“交谈”机制:研究表明,上皮细胞之间能够通过电信号进行交流,这颠覆了此前认为只有神经和心脏细胞才使用电脉冲交流的认知。研究团队通过在芯片上培养人类上皮细胞,并内置电极来检测微小的电流变化,从而捕捉到了上皮细胞之间的“交谈”现象。
⚡️“尖叫”信号的特征:当上皮细胞受伤时,会向邻居发出“尖叫”信号,这些信号速度缓慢,但持续时间长,传播距离远。这些信号的传递速度仅为神经脉冲的1/1000,但在40倍于自身长度的距离内持续“交谈”了5个多小时。
🔬信号传递的生物学基础:与神经细胞依赖神经递质传递信息不同,上皮细胞传递信息依赖离子流,尤其是钙离子。这一机制为理解细胞间的通讯提供了新的视角,并为开发新型传感器和植入式设备提供了理论基础。
✨研究的潜在应用:这项研究的发现对于开发新型可穿戴传感器和植入式设备、研究伤口快速愈合等具有重要意义。例如,可以利用上皮细胞的“交谈”特性,设计更灵敏的生物电传感器,或者开发促进伤口愈合的新疗法。
科技日报北京3月20日电 (记者刘霞)美国马萨诸塞大学阿默斯特分校科学家一项最新研究发现,上皮细胞会相互“交谈”,只不过电信号的传输速度很慢。这一发现有望促进可穿戴生物电传感器技术的发展,为伤口愈合治疗开辟新途径。相关论文发表于最新一期《美国国家科学院院刊》。
上皮细胞是构成人类皮肤、器官和体腔的内层细胞。很长时间以来,科学家一直认为,只有神经和心脏细胞使用电脉冲进行交流。但这项研究首次捕捉到了上皮细胞之间的“交谈”,颠覆了此前认知。
为了“窃听”上皮细胞之间的“交谈”,研究团队将聚合物科学和生物学相结合。他们在芯片上培养了一层人类上皮细胞,并在其上内置了60个电极,以检测微小的电流变化。随后,他们使用激光精准“刺痛”单个上皮细胞,接着观察信号向外传播的情况。
结果显示,当上皮细胞受伤时,会向邻居发出“尖叫”。这些“尖叫”速度缓慢,但持续时间长,且能跨越很长距离。这些“尖叫”就像神经脉冲,但速度仅为其1/1000。而且,这些上皮细胞在40倍于自身长度的距离内,“交谈”了5个多小时。
研究团队表示,与神经细胞传递信息依赖神经递质不同,上皮细胞传递信息依赖离子流,尤其是钙。他们认为,这些发现对于开发新型可穿戴传感器和植入式设备、研究伤口快速愈合等具有重要意义。