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多年来，科学家一直认为只有神经细胞和心脏细胞依靠电脉冲进行通讯，而皮肤、器官和体腔内壁的上皮细胞被认为是被动屏障，主要吸收和分泌物质。然而，马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员对这一假设提出了质疑，他们证明上皮细胞确实会通过慢速电信号进行通讯。
这项研究由聚合物科学与工程系 Robert K. Barrett 教授 Steve Granick 和博士后研究员 Sun-Min Yu 领导，最近发表在《美国国家科学院院刊》上。他们的发现可能为可穿戴生物电传感器、伤口愈合和其他生物医学应用的进步铺平道路。
“上皮细胞会做一些人们从未想过要寻找的事情，”格兰尼克说。“受伤时，它们会向邻居‘尖叫’，速度缓慢、持续，而且相距惊人。这就像神经冲动，但速度要慢 1000 倍。”他的团队以好奇心为驱动力，将聚合物科学与生物学相结合，揭示了这种隐藏的细胞信号。
Granick 和 Yu 使用了一种上皮细胞涂层芯片，该芯片上有 60 个精确放置的电极，可以检测微小的电变化。图片来源：马萨诸塞大学阿默斯特分校
格兰尼克和余利用上皮细胞涂层芯片，芯片上精确布置了 60 个电极，用于窃听。余是细胞培养专家，他在芯片上培养了一层人类上皮细胞，用于检测微小的电变化。
他们使用精确的激光产生单个细胞的“刺痛”图案，观察信号向外扩散的过程。“我们追踪细胞如何协调它们的反应，”Yu解释说。“这是一场慢动作、激动人心的对话。”
与神经细胞快速爆发的神经递质不同，上皮细胞依赖离子流（尤其是钙离子流），这种离子流产生的信号比神经细胞中的信号慢得多，但电压却相似。这些信号可以长期存在：Granick 和 Yu 观察到细胞在距离自身长度近 40 倍的距离上“交谈”了 5 个多小时。
尽管 Granick 和 Yu 表明钙离子是上皮细胞对话所必需的，但他们尚未测试其他可能有助于对话的因素。尽管他们的新发现的直接应用还有待观察，但其影响是巨大的。
编译自/ScitechDaily
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