新研究发现我们的韧带和骨骼并不像我们想象的那样生长

东北大学科学家的新研究对长期以来的观点提出了质疑，即赋予我们机械强度的结缔组织，如肌腱、韧带、骨骼和皮肤，是由细胞聚集在人体内形成的。

相反，根据今天发表在《Matter》上的研究，我们的组织更有可能是由细胞分裂形成的。

东北大学生物工程教授、该研究的合著者 Jeff Ruberti 表示，长期以来，人们一直认为人类细胞利用 DNA 中编码的模式形成组织并将其连接在一起。

“我们并不真正了解微小的细胞如何与比自身小得多的分子一起工作，能够整合并建立这些可爱的、机械高效的模式，随着时间的推移，这些模式就会成为我们，”他说。“长期以来的理论是，细胞基本上是使用某种模式或算法单独沉积或打印组织。”

但这只是一个理论，他解释道。鲁伯蒂和在他的实验室工作的三名研究人员现在对此提出了挑战，他们提供的证据表明，胶原蛋白(构成我们大部分组织的主要蛋白质)并不是由细胞预先制造和定位的，而是由我们的细胞合作地从细胞中分离出来形成的。彼此。

“这种材料往往会在力的路径上积聚，在那里它达到较低的能量状态，但处于高拉伸载荷下。因此，我们的建议是，细胞和你的身体一起工作，通过沿着字面上创建张力线来产生结构。胶原蛋白沉淀成结构。简而言之，力产生结构，然后结构抵抗产生它的力。”

Ruberti 与他实验室的研究科学家 Seyed Mohammad Siadat、毕业于东北大学并获得生物工程硕士学位的 Alexandra Silverman 和生物工程专业四年级的 Jason Olszewski 一起进行了这项研究。

在这项研究中，该团队使用捐赠的人类细胞创建了人类角膜模型，使用高级显微镜和其他测量和诊断工具来观察角膜形成时发生的生物力学过程。事实上，可以实时看到该过程是关键，因为该领域之前的研究主要依赖于静态图像。

“我们从捐赠者的眼睛中取出提取的细胞，将它们放在培养皿上，当它们致力于重组组织时时，我们观察了这个过程，”鲁伯蒂说。

他们观察到细胞拉开形成结构，并确定了五种独特的拉动类型。

Ruberti 的实验室于 2016 年首次提出了这一现象，此前东北大学的研究生 Jeff Paten 进行的实验首次表明，如果拉动胶原蛋白单体，它们就会结晶成结构。鲁伯蒂预测细胞也能做同样的事情。

这项研究将用于帮助为他和帕滕创立的东北分拆公司 BrillantStrings Therapeutics 的治疗流程提供信息。这一发现可能有助于更好地治疗纤维化和其他疾病导致伤口愈合不良的

他补充道：“它开辟了无数的可能性，从通过明智地向单体施加负载来塑造组织，再到创建结构来治疗纤维化，而这个过程出现了问题。”

“杰夫的理论最初似乎有点违反直觉，因为你会认为细胞有细胞核，而细胞核就是细胞的大脑，”西尔弗曼说。“当然，他们应该知道胶原蛋白会去哪里，并将其放入该路径中以创建结构。它使一切都发生了转变，让你质疑你可能想到的一切。”

在讨论这些发现时，鲁伯蒂变得有点哲学化，他指出，在很多方面，动物和人类实际上是可以被拉入存在的。

“你需要拉力才能正确成形，”他说。“紧张局势至关重要。”