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科学家解开人体不对称之谜:胚胎纤毛旋转决定左右

1788年,伦敦Hunterian医学院的学生在解剖时发现一例“镜像人”——其内脏位置完全左右颠倒。这一罕见现象长期困扰着科学家,直到最近,研究人员终于揭示了人体左右不对称的起源:胚胎发育早期,一个称为“节点”(node)的微小结构中的纤毛(cilia)以每秒约10次的速率旋转,从而打破对称性。

节点位于胚胎中线,其内部排列着数百根细小的纤毛。这些纤毛并非垂直摆动,而是倾斜旋转,如同搅拌机搅动液体,产生定向流动。这种流动在胚胎两侧形成不同的信号分子浓度梯度,进而触发左右不对称的基因表达程序。纽约纪念斯隆-凯特琳癌症中心的Kathryn V. Anderson团队通过基因编辑技术改变小鼠胚胎中纤毛的旋转方向,成功培育出内脏反位的胚胎,证实了纤毛流动是左右分化的关键。

一旦液体流动建立,仅需2-3小时即可决定胚胎的左右轴。尽管具体分子机制尚未完全阐明,但这一过程符合物理学中的对称破缺原理:微小的初始不对称被放大,最终导致宏观差异。该研究不仅解释了“镜像人”的成因,也为理解先天性内脏异位等疾病提供了新视角。

(责任编辑:泉水)