港大研細胞「塑性變形」機制 為再生醫學發展供線索

【明報專訊】港大機械工程系教授林原領導的團隊發表一項研究，他稱，通過揭示不同尺度下細胞和組織「塑性變形」的生物物理機制，對推進理解器官形成和胚胎發育等過程邁出一大步，而所發展的理論架構可為未來再生醫學的發展和新策略的制訂提供關鍵線索。

助理解器官形成胚胎發育過程

組織、器官和有機體透過稱為形態發生（Morphogenesis）的生物過程，來實現其複雜的三維幾何形狀。大量的細胞在過程中會以高度協調和程序化的方式來運動和變形。

近期有研究表明這種變形一般為永久和不可逆的。但細胞和組織「塑性變形」是如何形成，以及背後的生物物理機制對科學家來說仍然是謎。

林原與其學生孫富強、方超、邵雪盈以及新加坡南洋理工大學的研究人員，提出了一個多尺度力學模型，研究首次表明，在光或機械刺激作用下，肌球蛋白的主動收縮和細胞膜的熱波動，可引起內吞囊泡在胞間連接上的形成，導致其長度不可逆的減小。

這種塑性收縮將拉伸鄰近的細胞，並透過機械化學回饋，觸發它們的主動收縮以及不可逆變形，最終導致塑性變形波（plastic deformation waves）在組織內的傳播。

研究成果已於國際學術期刊《美國國家科學院院刊》 （PNAS）發表，題為 「A Mechanism-Based Theory of Cellular and Tissue Plasticity」。