美国加州大学旧金山分校 ( UC San Francisco ) 的研究人员在《 Nature 》杂志上发表了一项新研究，他们设计出一种类似“细胞胶水”（cellular glue）的分子，使它们能够以精确的方式指示细胞如何相互结合。这项发现，代表了科学界朝着“构建组织和器官”更近了一步，而构建组织和器官正是再生医学长期追求的目标。
黏着的分子( Adhesive molecules ) 自然地遍布于全身，它们以高度组织化的模式将数十万亿的细胞结合在一起，形成特定结构，创造神经元回路并将免疫细胞引导至目标。这种黏着同时促进细胞之间的交流，使身体的自我调节发挥整体作用。研究人员设计了含有特制黏连分子的细胞，这些黏着分子以可预测的方式与特定伙伴细胞结合，形成复杂的多细胞集合体。
借助细菌组装人工细胞，合成生物学又一新突破！（基因线上国际版）以可控方式设计细胞，并重新生成细胞之间的连接
加州大学旧金山分校细胞设计研究所 ( UCSF’s Cell Design Institute ) 所长，该文的资深作者 Wendell Lim 博士表示，研究团队以一种可控的方式设计细胞，来控制不同细胞间的交互作用与作用的性质，这为构建组织和器官等新型结构打开了大门。
身体的组织和器官在母亲的子宫内开始形成，并在童年时期继续发育。到成年时，许多指引这些生长过程的分子指令就消失了，因此一些如神经的组织，在受伤或疾病就无法愈合。
研究人员希望透过改造成体细胞建立新的连结来克服这个问题。但要达到这样的目的，必须要能够精确设计细胞相互作用的能力。该论文的第一作者 Adam Stevens 博士说：“组织的特性，例如我们的皮肤，在很大程度上取决于不同细胞在其中的组织方式。而我们正在设计控制这种细胞组织的方法，这对于能够合成具我们希望具有特性的组织非常重要。”
使特定组织与众不同的大部分原因，在于其细胞结合的紧密程度。在实体器官如肺脏或肝脏等，细胞多会紧密结合。但在免疫系统中，较弱的结合使细胞能够流过血管，或从皮肤及器官组织的紧密结合的细胞之间通过，以到达病原体或伤口。
研究人员将他们的黏着分子分为两部分，以研究指引细胞结合的品质。该分子的一部分充当细胞外部的受体，决定它将与哪些细胞相互作用；另一部分在细胞内部，调节形成的连结 ( bond ) 的强度。 这两个部分可以以模组化方式混合和匹配，创造一系列特定的细胞，并以不同的方式结合各种类型的细胞。
细胞组成的基础代码，对生物进化的建构有进一步的了解
细胞黏着 ( Cell adhesion ) 是动物和其他多细胞生物进化过程中的一个关键发展，特制的黏着分子可以更深入地了解从单细胞生物到多细胞生物的路径是如何开始的。除此之外， Stevens 博士表示，这些发现还有其他应用，如研究人员可以设计组织来模拟疾病状态，进而更容易在人体组织中研究相关疾病。研究团队的工作对进化是如何开始构建身体，有了更多的了解。这项变革性的研究揭示了一种灵活的分子黏着代码，它决定了哪些细胞将以何种方式相互作用，未来或许可以进一步利用这个代码，来引导细胞如何组成组织和器官。
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1. https://www.nature.com/articles/s41586-022-05622-z
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