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科学家告诉我们：当beta细胞无法正常分泌胰岛素时,我们会得糖尿病;当癌细胞停止和其相邻细胞进行沟通时,它们忘记了停止分裂,因而导致肿瘤的形成;当神经细胞停止沟通时,我们会得神经退行性疾病等
细胞对周边环境的感知和回应,以及和其他细胞之间的沟通,和我们的生命息息相关.因为我们人体内的细胞无时无刻都在沟通,所以当某一个沟通过程出错时,身体就会出现病症.细胞研究意义重大,故而,2013诺贝尔生理学或医学奖颁布给了研究细胞“囊泡运输”的三位科学家.
对细胞的研究,是分析细胞对健康和疾病影响关系的基础,在这一片神秘的科学领域,无数科学家为之心驰神往,复旦大学生命科学学院遗传工程国家重点实验室的钟涛教授也在享受这个发现的过程,并且乐此不疲.
揭示细胞纤毛的秘密
2014年8月31日,国际著名细胞生物学杂志《自然·细胞生物学》在线刊发了钟涛研究团队在心脏发育和细胞纤毛研究领域的重要发现：纤毛生长发育异常能够引起人类多种相关疾病,如先天性心脏病、多囊肾、男性不育、纤毛不动综合征等.
钟涛在采访中向记者解释说,纤毛是以细胞微管为主体伸向细胞外能运动的突起,能自由摆动,广泛分布于人体多种组织和器官的上皮细胞表面.纤毛在细胞生命活动的各个方面发挥着多种关键作用,不仅参和早期发育过程中胚胎和器官的不对称性发育,还参和调控人体重要的生理功能及细胞内重要信号通路的转导.因而,深入地探索纤毛的生成及调控机理对基础生物学理论的发展和人类纤毛相关疾病的攻克有重要意义,有关的纤毛的研究也成为目前研究的热点领域.
钟涛研究团队应用遗传学、发育生物学和细胞生物学等现代生物学技术,阐明了前列腺素信号调控心脏发育和纤毛生长的重要作用——前列腺素信号通路能够调控细胞纤毛生长和心脏左右不对称发育.这不仅揭示了在胚胎形成和器官发育中前列腺素信号的重要性,而且有助于解密先天性心脏病和人类其他疾病的细胞分子病因.
这一发现,再次引起国内外生命科学界科学家们的惊叹.钟涛说,这项成果的取得是他们科研一以贯之的结果.
从2011年钟涛回国在复旦大学组建了这支团队开始,就以斑马鱼和人类细胞为模型进行这方面的研究.通过分析斑马鱼遗传突变体leakytail,他们发现,斑马鱼leakytail（lkt）突变体显示纤毛发生缺陷,lkt基因编码了一种ATP结合盒转运蛋白（ABCC4）.他们证实了Lkt/ABCC4定位到细胞膜上,负责输出前列腺素E2（PGE2）, Lkt/ABCC4的T804M突变则可破坏这一功能.研究团队进一步发现,环氧合酶-1（cyclooxygenase-1）所合成的PGE2的G蛋白偶联受体EP4定位在纤毛上,EP4经PGE2激活了环磷酸腺苷（Cyclic-AMP,cAMP）介导的信号级联反应,这是纤毛形成和伸长的必要条件.装配和维护纤毛都需要重要的转运蛋白——细胞纤毛内转运蛋白IFT.IFT具有正向转运和逆向转运功能,如果IFT蛋白发生缺陷,将会导致产生许多和纤毛相关的疾病.重要的是,在哺乳动物细胞中PGE2信号提高了IFT的顺行而非逆行的速度,促进了纤毛发生,并最终调节心脏左右不对称发育.
根据这些研究结果,钟涛研究组提出,Lkt/ABCC4介导的PGE2信号通过纤毛上的G蛋白偶联受体EP4来发挥作用,上调了cAMP合成,增加了顺行IFT,由此促进了纤毛的发生.而LKT/ABCC4转运蛋白缺失会造成心脏和其他内脏器官随机性偏侧等异常表型,证明了这些异常表型主要是由于胚胎发育时期细胞表面纤毛生长缺陷所引起.
前列腺素是一种具有多种生理作用的活性物质,能够参和机体的炎症反应、血管平滑肌舒张和收缩、肿瘤发展等多种生理和病理过程.他们在之前的研究中发现,前列腺素信号通过调控IFT蛋白影响了纤毛形成.这项最新成果首次把前列腺素信号通路和纤毛生长及器官发育相联系.
钟涛表示：“这是我们在基础研究方面的成果,今后,我们课题组将在人类遗传学领域和医院心血管方面的医生一起做相关研究,希望能有更大的突破.”
“心”路历程
在国外求学和工作期间,钟涛的科研一直瞄准模式生物发育和遗传学研究,致力于心血管发育和器官发生的信号通路和生物学机制的研究,并有了很多独创性的发现.
在血管研究方面,他揭示了动脉和静脉内皮细胞分化的分子机理,并形成了动脉和静脉分化的理论.这一基础理论被美国经典大学教科书《Developmental Biology》（Scott Gilbert编著,2010年第九版）所采用.
2011年回国后,他率先发现诱导心肌细胞增殖更新的具有新型结构的先导化合物,并提出Wnt信号选择性诱导心肌干细胞增殖的学说.作为首席科学家,钟涛主持了科技部2013年国家重大科学研究计划“心肌细胞分化增殖和心脏发育的调控机制”研究 .
在钟涛看来,发育过程中器官发生和生长的调控机理是生命科学研究领域的基本科学问题,主要涉及从受精卵形成到器官生长发育的整个过程,包括精确的信号传导和转录调控.同时,心脏是最早形成并发挥功能的重要器官,心脏正常发育和生长是保证心脏功能的重要基础.其中,心肌细胞分化增殖是心脏生长发育的核心问题.
如果有信号分子的诱导,中胚层细胞就会向心脏祖细胞特化,随后进一步分化为心肌细胞和内皮细胞;经过形态重塑和生长,形成具有特定形态、大小、功能的心脏.心脏发育异常往往导致胚胎死亡或先天性心脏病,这是世界范围内婴儿非感染性死亡的主要原因之一.另一方面,成人心肌肥厚、扩张及梗死等引起的各类心脏疾病,严重威胁人类生命健康.而心肌细胞增殖更新困难是导致上述心脏疾病难以治愈的关键障碍.因此,了解心肌细胞分化增殖的调控机制,不仅为揭示先心病致病机制提供理论基础,而且为突破人类心肌细胞难以增殖再生的瓶颈提供线索,为发展心脏疾病防治策略做出贡献.
人类疾病论文参考资料：
结论：破译人类疾病*为关于人类疾病方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关2020年攻克精神病论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
