生长过程中的细胞通讯
细胞通讯对于确保包括生长在内的人类基本功能至关重要。虽然科学家们了解生长所涉及的途径，但在细胞水平上生长的性质仍然存在着未知。最近，科学家们探索了这样一种假设，即细胞在多细胞感应过程中相互通信，能够更容易地感知生长因子的梯度，从而促进生长。
细胞通讯对于传递重要的生物信息至关重要。
沟通确保细胞正常分裂，促进大脑与中枢神经系统的协调工作，使各种神经过程得以发生，如言语、视觉、理解、听觉过程、运动等等。最后，细胞通讯对于刺激生长、维持生长和必要时阻止它也是必不可少的。
在哺乳动物中，细胞信号有四种基本类型：旁分泌信号、自分泌信号、内分泌信号和直接接触信号。生长是由内分泌信号引导的，这种信号包括通过血液向目标细胞和组织输送激素，以发挥作用。在生长的情况下，生长激素(GH)是从垂体发送到各种细胞类型，以促进生长。当GH到达目标细胞时，它会指示它们分裂和繁殖，从而使身体变得更高、更强壮。
细胞通讯在人类生长中的新作用
虽然细胞通讯是人类成长的一个关键方面，但科学家们仍在探索其复杂性。最近，研究已经有证据表明集体细胞间通信在刺激生长方面的好处。
2016年的一项实验研究表明，虽然单个上皮细胞不能感觉到生长因子的梯度很弱，但在培养中充当细胞集体时，它们在产生梯度驱动和定向生长方面非常可靠。
这些发现突出了集体细胞间通信和计算在增长中的重要性.通过这项研究，科学家们已经能够验证和发展细胞通讯的生物物理理论，并确定了其潜在的机制。
当暴露在相同的线索中时，等基因细胞表现出很大的变异性。研究表明，群体中的细胞在梯度灵敏度和迁移轨迹上会表现出显著的变化，尽管它们被引入到可扩散制导信号的相同梯度中。
科学家们推测，这种变异是由于细胞反应的内在变化所致。此外，人们认为，如果细胞外信号梯度是噪声和浅信号梯度，这种变化可以被放大。研究表明，感应浅层梯度接近物理极限，以确定扩散梯度信号是否会影响细胞迁移。
如果单个细胞在暴露于分子梯度中时耦合在一起，这种偏置响应及其不确定性就可以得到改善。证据表明，强的细胞间耦合可能有效地平均多个细胞的反应，因此，减少噪音。此外，它还可以扩展感知的空间范围，从而减少感官噪声，提高精确检测弱和噪声空间分级输入的概率。
然而，科学家们争论的是，集体感知中的细胞间通信的好处是否由于它们本身可能会受到噪音的影响而得到平衡，从而抵消了通过增加感官和反应单元的大小而获得的优势。
随着信号的增加和通信噪声的积累是否限制了多细胞传感策略的研究，科学家们继续探索多细胞传感在细胞通信和生长中的本质，以寻找答案。
普林斯顿大学和伦敦帝国学院的科学家最近在“美国国家科学院学报”(PNAS)上发表了数据，揭示了在人类胶原蛋白中发现的乳腺器官能够对需要集体梯度感应的浅层表皮生长因子梯度作出反应，这一过程是通过细胞间的化学偶联通过间隙连接介导的。
有趣的是，研究小组发现，由于没有考虑噪声，多细胞传感的益处是有限的，而且实际上比梯度传感模型所预测的要低。这一数据启发了普林斯顿大学/伦敦帝国学院的研究小组，提出了一种关于多细胞传感过程的精确理论，该理论“正确地预测了感测精度随梯度大小、细胞器大小和背景配体浓度的变化”。
结果理论和计算模型将减少传感器改善与细胞间信息传递中的噪声联系在一起，共享它们的局部感官测量信息。
这项研究的目的是加深我们对细胞通讯在生长中的作用的认识，并帮助指导未来的研究，使我们能够充分了解细胞水平上的情况。
内容来源：Sarah Moore, M.Sc.
资料来源：Dehkhoda, F., Lee, C., Medina, J. and Brooks, A., 2018. The Growth Hormone Receptor: Mechanism of Receptor Activation, Cell Signaling, and Physiological Aspects. Frontiers in Endocrinology, 9.
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