Development,Cell创刊15周年：追问什么是关键问题

2016年09月26日讯 创办于2001年的Developmental Cell杂志是Cell出版社旗下的老牌期刊，也是发育生物学领域的著名期刊。今年是Developmental Cell创刊15周年，最新一期（9月26日）杂志作为特刊介绍了针对细胞生物学与发育生物学中基础问题，近年来的一些概念上和技术上的新进展。

在这十五年间，细胞与发育生物学研究领域的研究不断的变深变宽，但是基础性问题仍然存在：细胞如何界定身份，如何进行调控？一个细胞如何与它的邻居相互交流沟通形成组织？多种细胞类型混合复合物如何形成一个活体，能呼吸的有机体？

随着技术的发展，科学家们对这些问题有了新的了解途径，也有了更多的结论，最新特刊就以社论，评论，综述等形式就几个关键方面进行了介绍。比如Matteo Perino 和Gert Jan Veenstra 探讨了近期细胞身份（cell identity）调控研究的新进展，以及染色质水平上的动力学与组织发育可塑性。

细胞依赖于一些途径来确立它们的身份和功能。来自斯坦福大学的研究人员曾发现了标记人体中不同类型细胞身份的一种新型机制，其阻止了细胞转变为其他的类型。这个标记就是表观遗传修饰，研究人员发现根据广大H3K4me3区域的染色质定位，他们就可以将肝细胞与肌肉细胞或肾细胞区分开来。此外，他们还注意到这些H3K4me3区域往往标记的是对细胞功能至关重要，或是帮助细胞确立独特身份的一些基因。例如，在胚胎干细胞中它们出现在控制细胞特化能力的一些基因上。

还有来自洛克菲勒大学的研究人员发现一个蛋白Sox9主导控制了细胞的可塑性。研究小组将Sox9描述为是一个“先锋因子”，它为激活毛囊中与干细胞身份相关的基因奠定了基础。这项研究指出就干细胞可塑性来说，Sox9似乎是主导因子，其激活超级增强子放大了与干性相关的基因。这一研究发现使我们重新认识了干细胞在处于过渡状态，例如在培养基中或修复损伤时选择命运和维持多能性的方式。

此外，Kai Kretzschmar 和Hans Clevers介绍了类器官（Organoid）近期在发育生物学研究领域中的应用和发展，所谓类器官狭义来说就是原生动物细胞质分化形成某些类似高等动物器官的结构，2013年是类器官的蓬勃发展之年，在这一年，人们成功培养出了多种类器官细胞团，如科学家们对人类iPSC进行重编程，生成了三维肝芽。

而另一方面，这种工具也帮助科学家们更进一步了解了发育过程中的分子机制，比如今年的一个研究小组利用类器官发现了乳腺细胞是如何回应EGF梯度的，这个信号有助于形成导管。但是，要将这些大细胞集群暴露于浅梯度，是非常困难的。他们需要一个1厘米芯片，因为类器官宽100到200微米，以及细胞外基质和蛋白质支架的空间。为此他们利用立体光刻--一种3D打印技术创建一种设备，在EGF梯度中播种了不同大小组群的乳腺上皮细胞。这对于研究系统发育来说具有重要的意义。

今年寨卡病毒受到了不少关注，一项研究也利用类器官帮助研究人员在发育神经组织中观察寨卡病毒感染。这些微型生物反应器可用生成三种类型的脑区域特异性类器官（前脑、中脑和下丘脑），它们可以存活及生长长达100天。这一时间跨度允许研究人员在与极早期和中期妊娠相当的发育阶段中诱导寨卡病毒感染。三维实验复制出了以往的研究发现：寨卡病毒喜欢感染神经干细胞，支持了在怀孕的前三个月发育大脑风险最大这一临床发现。

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