ผู้กอบกู้แนวกั้นของเยื่อบุผิว? กลไก "การหดตัวด้วยตนเอง" ที่แสดงให้เห็นถึงการรักษาบาดแผลและอนาคตของการแพทย์ฟื้นฟู

ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยการแพทย์นอร์ธเวสเทิร์น (Northwestern Medicine) ได้ค้นพบกลไกที่น่าทึ่งที่เนื้อเยื่อบุผิวใช้เพื่อหลีกเลี่ยง "การขับเซลล์" ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้เมื่อเกิดภาวะความหนาแน่นเกินไป โดยการ "หดตัวเอง" ของพื้นผิวเซลล์ด้านนอก แมโครพิโนไซโทซิส (macropinocytosis) การประกาศนี้ได้ถูกเผยแพร่ในวารสาร Nature Communications ฉบับวันที่ 23 มิถุนายน 2025 และมีการรายงานรายละเอียดเพิ่มเติมในเว็บไซต์ Phys.org และเว็บไซต์ทางการของมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น

phys.orgnews.feinberg.northwestern.edunature.com

แมโครพิโนไซโทซิสเป็นกระบวนการที่เซลล์มะเร็งใช้ในการดูดซับสารอาหารจำนวนมากโดยการ "กลืนกิน" สิ่งรอบข้างเข้าไป ในการวิจัยครั้งนี้ นักวิจัยได้ใช้ ตัวอ่อนกบ (Xenopus) เป็นโมเดลในการศึกษา โดยบันทึกภาพการเกิดโครงสร้างวงแหวนที่ขอบด้วยแอคตินบนพื้นผิวเซลล์ด้านนอก ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นที่เยื่อหุ้มเซลล์ยุบตัวเข้าไปด้านใน ผลการวิจัยพบว่า พื้นที่พื้นผิวด้านนอกหดตัวลง 20-40% และสมดุลของแรงตึงระหว่างเซลล์รอบข้างถูกสร้างขึ้นใหม่ ทำให้สามารถหลีกเลี่ยงการขับเซลล์ได้ phys.orgnature.com

นอกจากนี้ เมื่อให้สารยับยั้งแมโครพิโนไซโทซิส (เช่น EIPA) พบว่าความถี่ในการขับเซลล์เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งเป็นหลักฐานว่า "การหดตัวของพื้นผิวด้านนอก → การผ่อนคลายความหนาแน่น → ไม่จำเป็นต้องขับออก" ได้ล้มเหลว และยืนยันว่าแมโครพิโนไซโทซิสทำหน้าที่เป็น "วาล์วนิรภัย" ผู้เขียนหลัก Brian Mitchell รองศาสตราจารย์กล่าวว่า "การขับเซลล์มีค่าใช้จ่ายสูงและไม่สามารถย้อนกลับได้สำหรับเนื้อเยื่อ แมโครพิโนไซโทซิสเป็นทางเลือกที่สองที่ 'บรรเทาอาการบาดเจ็บ' ได้" news.feinberg.northwestern.edu

ความหนาแน่นเกินไปของเซลล์บุผิวเกิดขึ้นในหลายสถานการณ์ เช่น การอักเสบ การรักษาบาดแผล และการก่อตัวของเนื้องอก เซลล์ที่ถูกขับออกจะกลายเป็น "เหยื่อ" ของเซลล์ภูมิคุ้มกัน และทำให้กำแพงเนื้อเยื่ออ่อนแอลงชั่วคราว ดังนั้นความรู้ที่ได้จากการวิจัยครั้งนี้อาจมีผลกระทบต่อความเข้าใจและกลยุทธ์การรักษาโรคที่เกี่ยวข้องกับความเสียหายของกำแพงเนื้อเยื่อ เช่น โรคลำไส้อักเสบเรื้อรัง (IBD) และโรคพังผืดในปอด ในการอภิปรายในบทความ Nature Communications ได้มีการวางแผนที่จะตรวจสอบว่ากลไกเดียวกันนี้ทำงานในออร์แกนอยด์ของลำไส้และทางเดินหายใจหรือไม่ nature.com

กุญแจสำคัญของการค้นพบนี้คือ การรับรู้ความเครียดทางกล เมื่อเกิดภาวะความหนาแน่นเกินไป แรงตึงที่เกิดขึ้นกับอุปกรณ์ยึดเกาะระหว่างเซลล์ (เช่น เดสโมโซม) จะเพิ่มขึ้น และกระตุ้นการทำงานของระบบ RhoGTPase/Rac1 ซึ่งจะนำไปสู่การเกิดแอคตินริงและกระตุ้นแมโครพิโนไซโทซิส โมเดลนี้ได้ถูกเสนอขึ้น ภาพด้านบน (ดูในภาพสไลด์) แสดงภาพโครงสร้างของเดสโมโซม

การตอบสนองและเสียงสะท้อนในโซเชียลมีเดีย

• X (เดิมคือ Twitter)

  • บัญชีทางการของ Mitchell Lab ได้โพสต์ทวีตชื่อ "Apical Size Reduction by Macropinocytosis Alleviates Tissue Crowding" พร้อมแนบวิดีโอสดจากฟลูออเรสเซนต์ และแสดงความยินดีกับ Enzo Bresteau ผู้ดำเนินการวิจัย twitter.com

  • นักชีววิทยาเซลล์ @myosinactncrazy แสดงความคิดเห็นว่า "น่าสนใจที่เซลล์ปกติใช้เส้นทางที่เซลล์มะเร็งใช้ในทางที่ดี" และได้รับการตอบกลับจากนักภูมิคุ้มกันวิทยาและนักวิจัยมะเร็งมากมาย twitter.com

• LinkedIn

  • บทความใน Technology Networks (เผยแพร่เมื่อ 25 มิถุนายน) ได้รับ "ถูกใจ" มากกว่า 1,200 ครั้งภายใน 24 ชั่วโมง และมีนักวิจัยจากบริษัทไบโอเทคแสดงความคิดเห็นว่า "ต้องการสร้างซ้ำในออร์แกนอยด์-ออน-ชิป" technologynetworks.com

• Reddit /r/science

  • มีการตั้งกระทู้ว่า "เซลล์มีสองทางเลือก: 'ย้ายออกเอง' หรือ 'ทำให้บ้านแคบลง'" และได้รับการโหวตขึ้นมากกว่า 400 ครั้งในไม่กี่ชั่วโมง มีการอภิปรายกันอย่างเข้มข้นว่า "หากเกิดปรากฏการณ์เดียวกันในลำไส้ อาจเป็นเป้าหมายใหม่สำหรับโรคโครห์น" (โพสต์กำลังรอการเก็บถาวร)

ศักยภาพในการประยุกต์ใช้ทางการแพทย์และอุตสาหกรรม

1. การแพทย์ฟื้นฟู

   • ในการเพาะเลี้ยงผิวหนังเทียมหรือออร์แกนอยด์บุผิวในระยะยาว การขับเซลล์ที่มากเกินไปอาจนำไปสู่การเน่าและการหลุดลอก การคัดกรองยาที่กระตุ้นกลไกนี้อาจช่วยยืดอายุเนื้อเยื่อได้

2. การรักษามะเร็ง

   • เซลล์มะเร็งมีโหมด "การใช้ในทางที่ผิด" โดยการใช้แมโครพิโนไซโทซิสในการดูดซับสารอาหาร การเปรียบเทียบกับโหมด "การใช้ในทางที่ดี" ในเนื้อเยื่อปกติอาจเป็นแนวทางในการพัฒนายับยั้งที่เลือกใช้ได้

3. การส่งยา

   • หากสามารถพัฒนาเส้นทางการดูดซับโมเลกุลขนาดใหญ่ผ่านแมโครพิโนไซโทซิสได้ จะสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการส่งผ่านเยื่อบุผิวของยานิวคลีอิกและวัคซีนได้

หัวข้อการวิจัยในอนาคต

• การทำความเข้าใจกลไกโมเลกุลในรายละเอียด: สัญญาณคาสเคดจาก Rho/Rac GTPase ถึงการสร้างแอคตินริง

• ความเฉพาะเจาะจงของเนื้อเยื่อ: ความเป็นไปได้ในการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีความเครียดทางกายภาพต่างกัน เช่น ลำไส้ ทางเดินหายใจ และกระจกตา

• พฤติกรรมภายใต้สภาวะพยาธิวิทยา: ผลกระทบของไซโตไคน์อักเสบและสภาวะออกซิเจนต่ำต่อแมโครพิโนไซโทซิส