膀胱是自我修复的大师，当受到感染或损伤时，器官可以迅速自我修复，需要其内壁的特殊细胞来修复组织，并恢复对集中在尿液中的有害物质屏障。但是来自威斯康星大学麦迪逊分校兽医学院(SVM)研究人员在老鼠身上进行的一项新研究首次表明，来自附近的解剖结构——沃尔夫芬管的非膀胱细胞实际上可以提供帮助，可以促进细胞迁移到膀胱，采用膀胱样特征，并帮助恢复器官的功能，其他细胞也会进入膀胱细胞，以弥补膀胱细胞的损失。这一令人惊讶的发现对膀胱相关疾病的潜在治疗以及膀胱功能和尿失禁患者的生活质量具有重要意义。
博科园-科学科普：泌尿系统健康受到广泛重视，但仍被视为一个禁忌话题，这种禁忌阻碍了进展。在这项新的研究中，研究小组正在研究一种叫做DNA甲基转移酶1 (Dnmt1)的特殊基因作用。这一基因改变了小鼠胚胎膀胱和尿道发育过程中的细胞行为，通过移除它，科学家们可以更好地理解基因在尿道形成中的作用，在其他任何器官系统中，泌尿道有最高的先天性畸形风险。研究人员发现，Dnmt1的失活引发了胚胎膀胱和尿道内广泛的细胞死亡，耗尽了上皮修复所需的膀胱祖细胞，并扰乱了尿路蛋白的表达，尿路蛋白是膀胱内壁屏障功能所必需的蛋白质。
正常的膀胱上皮(如图绿色所示)有一个保护屏障(如图红色所示)，保护下层组织不暴露于尿液中。dnmt1 -缺失的膀胱上皮受损，膀胱屏障破裂(白色箭头表示)，沃尔夫芬管细胞取代受损的膀胱上皮，恢复连续的膀胱屏障。图片：UW-MADISON
这些细胞在发育早期形成作为祖细胞，在以后的生活中受伤后修复膀胱，如果去掉它们，膀胱内壁的完整性就丧失了。膀胱内的几层特殊组织，即上皮组织，作为尿液废物的内部屏障，如果膀胱内壁出现臀位，这些废物可能渗入身体或引起刺激。膀胱里有很多神经，你突破这个障碍时，东西会接触到神经——它们以一种本不应该出现的方式暴露在外面，一个很好的例子是，如果你曾经有过泌尿道感染，你知道它是非常痛苦和刺激的，这是因为你的膀胱内壁已经受损。
出人意料的是，研究人员发现在dnmt1灭活小鼠中，狼肺管上皮细胞迁移到膀胱，转化为与膀胱细胞相似的外观和行为，并恢复了泌尿道屏障的表达。将这一系列事件比作在一场四报警的大火中，一个社区向附近的消防队员求助，“器官在说‘我需要帮助’，“而相邻的细胞会进来协助。研究小组目前正致力于确定引导这种防御的具体线索，以及利用这些线索改进膀胱替代疗法的机会。可以拉响警报，从周围社区调来消防车，但仍然需要一个船长来告诉消防员该怎么做，在膀胱里必须弄清楚哪些指令被要求让细胞承担新的职责。
沃尔夫芬管细胞(粉红色)进入Dnmt1突变小鼠胚胎的尿道和膀胱上皮(绿色)。图片：UW-MADISON
例如研究人员想知道膀胱上皮产生的信号是什么，从而导致沃尔夫芬管细胞的重新编程，这些信号可能被用来将干细胞转化为膀胱样细胞，然后可以用这些细胞制造一个人造膀胱。这种“帮助人”的关系也可能存在于其他器官之间，这就开辟了一条新的探索之路：现在当研究人员试图找到再生和修复组织的方法时，不需要再去想那个特定的器官了，观察了膀胱，但它可能更大——这可能是其他地方也会发生的事情。
博科园-科学科普｜ 参考期刊文献 :《美国国家科学院院刊》｜ 研究/来自：威斯康星大学麦迪逊分校，DOI: 10.1073/pnas.1802966115
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