肌動蛋白環擴張對健康的胚胎至關重要

在一項新的研究中，新加坡科技研究局（A*STAR）的Nicolas Plachta博士和澳大利亞新南威爾士大學的Maté Biro博士及其同事們通過采用先進的顯微鏡技術和活的小鼠胚胎，觀察到肌動蛋白環（actin ring）在胚胎表面上形成，其中肌動蛋白是細胞骨架的一種主要組分。相關研究結果于2018年3月22日在線發表在Cell期刊上，論文標題為“Expanding Actin Rings Zipper the Mouse Embryo for Blastocyst Formation”。

胚胎外層細胞中的肌動蛋白環向細胞間連接（具體而言，就是相鄰細胞之間形成的緊密連接和黏著連接）擴張是隨后的胚胎封閉和健康發育所必不可少的。肌動蛋白環與這些細胞間連接偶聯在一起會使得這些細胞間連接更加穩定，而且肌動蛋白環沿著這些細胞間連接扣緊，使得胚胎封閉，從而確保健康的囊胚形成。

Biro說，“我們沒想到的是這將是所有胚胎外層細胞發生的一種完美協調的事件。這種協調引起胚胎封閉。如果我們破壞肌動蛋白環擴張或者這細胞間連接上的扣緊部分，那么胚胎不能正常封閉，也就不能進一步發育。”

為了從松散的細胞聚集體轉變成粘性的球形組織，胚胎最外層細胞之間的這些細胞間連接需要防漏水，這樣胚胎才能夠通過在它的內部泵送液體來進行擴張，從而形成內腔。然而，到目前為止，人們還不清楚在這個過渡階段是什么觸發早期胚胎的封閉。

利用高速成像技術，這些研究人員能夠在八細胞胚胎分裂后檢測到肌動蛋白環組裝，并追蹤這些肌動蛋白環的持續擴張直到它們到達細胞間連接。產生張力的組分然后被招募到肌動蛋白環上以便像拉鏈那樣緊緊地將鄰近的細胞連接在一起。

由于技術限制，檢測這些擴張中的肌動蛋白環在過去一直難以實現。這些研究人員通過將高分辨率成像技術與先進的顯微鏡技術、對肌動蛋白絲進行標記的熒光標記物和對細胞的生物物理性質進行檢測的分析方法相結合，能夠檢測到這些動態變化的肌動蛋白環并發現它們在胚胎發育中的基本重要性。