细胞间信号传导促成了海鞘胚胎形成的不变性

来源：ScienceAAAS

短程细胞信号传导是维持海鞘（ascidian）发育过程中细胞生殖极端形式的关键——海鞘（又被称作sea squirts）是一组与脊椎动物密切相关的海洋无脊椎动物。

应用一种评估活体海鞘胚胎中个体细胞的新方法，研究人员发现，诱导恒定胚胎细胞谱系需要精确的细胞间接触区域，提示细胞信号传导事件的范围设定了胚胎形成过程中可重复性的极限；这也可能帮助解释整个动物界中所观察到的变异性。

对于绝大多数种类的动物而言，早期胚胎发育遵循严格的可复制细胞程序，它可确保复杂生物的重要组织和器官被精确地建造。尽管有所变化，但对大多数物种而言，受到严格控制的细胞命运很少会持续到胚胎形成过程中的最初几次细胞分裂之后，因为生物体内数目不断增加的细胞的行为会变得更为随机。

但对海鞘而言，这种可复制性却在发育阶段的后期得以维持。更重要的是，自从约4亿年前该组动物出现以来，即使在亲缘关系疏远的海鞘品种之间，这种可复制性也基本没有变化。

由于海鞘胚胎形成的独特演化保守性，因此它们为研究仍然未知的、维持和约束细胞可复制性的机制提供了一种有价值的模型。

应用一种结合光片显微镜和被称作ASTEC的自动图像处理算法的新方法，Léo Guignard和同事在海鞘胚胎发育的关键时期，每两分钟就对10个海鞘胚胎的发育进行一次记录。

尽管在胚胎形成时对细胞进行长期跟踪已被证明颇为困难，但这种新方法令Guignard等人创建了每个细胞的数字化版本，记录了整个胚胎中个体细胞的谱系、位置和行为的综合、动态图集。

这些发现揭示了细胞诱导与同源细胞排列之间的紧密联系。进一步的实验建模和操作提示，在信号传导细胞与响应细胞之间的细胞间接触对细胞沟通至关重要，表明细胞信号传导的范围可能是一个设置维持胚胎可复制性规模的限定因子。