محققان برای اولین بار نحوه رفتار سلول های اپیدرم را در طول رشد مجدد اندام های بالغ پس از قطع عضو ثبت کردند.
در مطالعه‌ای که در مجله eLife منتشر می‌شود، تیمی از مؤسسه ژنومیکس عملکردی در لیون (Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon، IGFL)، فرانسه، تصویربرداری زنده مداوم از یک پا در حال بازسازی را در لیون انجام دادند. سخت پوست Parhyale hawaiensis، یکی از بستگان نزدیک قیف شنی معمولی.
Parhyale hawaiensis در سال 2014 به‌عنوان مدلی برای مطالعات احیاکننده در مقاله‌ای که توسط Michalis Averof، مدیر تحقیقات IGFL و نویسنده ارشد مطالعه فعلی، تهیه شده بود، معرفی شد.
"Parhyale hawaiensis برای تصویربرداری از رشد مجدد اندام مناسب است." "جانوران بازسازی اندام نسبتاً سریعی دارند و به یک هفته نیاز دارد تا بزرگسالان جوان بتوانند پاهای خود را دوباره رشد دهند. همچنین اندام های کوچک آنها ما را قادر می سازد تا روند بازسازی را با جزئیات بی سابقه سلول به سلول در کل ضخامت آنها تصویر کنیم."
برای ثبت رشد مجدد پای Parhyale hawaiensis، تیم از ابزارهای مهندسی ژنتیکی برای برچسب زدن سلول‌های اپیدرمی اندام با استفاده از پروتئین‌های فلورسنت استفاده کردند. آنها سپس از میکروسکوپ برای ضبط زنده مداوم در روزهای اول رشد مجدد استفاده کردند، با فلورسانس در سلول ها به آنها اجازه می دهد تا فعالیت های فردی خود را ثبت کنند.
"فردریک آلوس" نویسنده اول می گوید: "با استفاده از این روش، توالی خاصی از رویدادها و رفتارهای سلولی را شناسایی کردیم که در طول رشد مجدد اندام آشکار می شوند."
"اینها شامل بسته شدن زخم، و به دنبال آن یک دوره آرام است که سلول های اپیدرمی به آرامی به سمت محل زخم مهاجرت می کنند، که پس از آن منجر به تقسیم سلولی و حرکت گسترده می شود، زیرا پای جدید شروع به شکل گیری می کند.ما از اینکه دیدیم یک انتقال شدید بین دو مرحله آخر وجود دارد شگفت زده شدیم، که نشان می دهد سلول ها با یک سیگنال مشترک هماهنگ شده اند."
این مطالعه همچنین برای اولین بار نشان داد که هیچ سلول بنیادی تخصصی برای بازسازی اپیدرم در اندام های جدید وجود ندارد. در عوض، بیشتر سلول‌های اپیدرمی استامپ پا تقسیم می‌شوند و دوباره مرتب می‌شوند و به بخش‌های جدیدی در پا کمک می‌کنند.
Alwes توضیح می دهد: "به طور سنتی، بینش رفتار سلولی در طول رشد مجدد اندام ها با تصویربرداری از نمونه های ثابت و تلاش برای پر کردن قطعات از دست رفته، به دلیل مشکلات در ردیابی سلول ها در طول بازسازی در حیوانات بالغ فعال، جمع آوری می شود. توانایی ردیابی حرکات و رفتار تک سلولی به صورت جداگانه در طول زمان، ما اکنون ابزاری برای درک پویایی سلولی فرآیند بازسازی داریم، که نمی‌توانست از مواد ثابت بازسازی شود.
"در حالی که مقاله ما بیشتر بر روی رفتار سلول های اپیدرمی تمرکز دارد، اکنون قصد داریم این کار را به گونه ای گسترش دهیم که تمام انواع سلول های مختلف را که در رشد مجدد اندام نقش دارند، بسط دهیم.هدف نهایی از تحقیق ما این است که بررسی کنیم چگونه برخی از حیوانات می توانند با بازسازی یک قسمت کامل بدن که از دست رفته به یک آسیب شدید پاسخ دهند."
