人们长期以来认为，只有神经细胞和心脏细胞使用电脉冲来进行沟通，而上皮细胞——构成我们皮肤、器官和身体腔室的内衬——则是沉默的，主要作为保护屏障，能够吸收和分泌各种物质。但马萨诸塞大学阿默斯特分校的两位研究人员颠覆了这种现状，表明上皮细胞确实在“交谈”，尽管是以缓慢的电信号形式进行。
人们长期以来认为，只有神经细胞和心脏细胞使用电脉冲来进行沟通，而上皮细胞——构成我们皮肤、器官和身体腔室的内衬——则是沉默的，主要作为保护屏障，能够吸收和分泌各种物质。但马萨诸塞大学阿默斯特分校的两位研究人员颠覆了这种现状，表明上皮细胞确实在“交谈”，尽管是以缓慢的电信号形式进行。研究由聚合物科学与工程的罗伯特·K·巴雷特教授史蒂夫·格兰尼克和博士后研究员尤孙敏领导，相关发现最近发表在《国家科学院院刊》上，这一发现可能为从可穿戴生物电传感器到伤口愈合等新应用提供支持。
“上皮细胞做的一些事情是没有人想到会去寻找的，”格兰尼克说。“当它们受伤时，它们向邻居‘尖叫’，缓慢、持续并且跨越惊人的距离。这就像神经的脉冲，但速度慢了1,000倍。”他团队的探索驱动方法，结合了聚合物科学和生物学，揭示了这种隐藏的细胞信号传递。
格兰尼克和尤使用一个涂有上皮细胞的芯片，配备60个精确放置的电极进行窃听。细胞培养专家尤在芯片上培养了一层人类上皮细胞，该芯片能够检测微小的电变化。
他们使用精确激光产生单个细胞的“刺痛”模式，观察信号如何向外传播。“我们追踪细胞如何协调它们的反应，”尤解释说。“这是一场慢动作的、激动的对话。”
与神经细胞迅速的神经递质爆发不同，上皮细胞依赖于离子流——尤其是钙离子——产生的信号，这些信号的速度远低于神经细胞，但电压却相似。这些信号可以存在很长时间：格兰尼克和尤观察到细胞在近40倍于自身长度的距离上“交谈”超过五小时。
虽然格兰尼克和尤表明钙离子对于上皮细胞的对话是必要的，但他们尚未测试还有其他什么成分可能对这种对话有所贡献。虽然他们新发现的直接应用仍待观察，但其影响是广泛而深远的。
“可穿戴传感器、可植入设备和更快的伤口愈合可能会从中发展起来，”格兰尼克指出。“理解受伤细胞之间的这种尖叫打开了我们以前不知道存在的门，”尤补充道。
