今年6月，德國哥廷根大學網絡動態研究所(CIDBN)、馬爾堡大學與馬克斯‧普朗克動力與自組織研究所研究團隊的最新研究，發現胚胎發育過程中，皮膚上皮細胞會透過微小的機械拉力彼此協調，這種機制與耳朵中負責聽覺的力感受器相同，並進一步影響胚胎形態發展。該研究發表於《Current Biology》。
 
人類胚胎是由單一受精卵細胞，經過無數次細胞分裂後而成，數千個細胞透過相互協調、移動，組成骨骼、皮膚、內臟等組織與器官。過去，科學界普遍認為細胞間的協調多依賴化學信號，如形態素(morphogens)或細胞激素。但本研究發現，細胞間的機械拉力或許也是一種彼此協調的方式。
 
研究團隊以果蠅胚胎的皮膚上皮細胞作為模型，並剔除與聽覺相關的內耳毛細胞中的離子通道樣蛋白——跨膜通道樣蛋白(Transmembrane channel-like protein,TMC protein)，TMC蛋白會將機械振動(如聲波)轉換為神經訊號。
 
結果顯示，一旦移除TMC蛋白，胚胎細胞便失去了牽引周圍細胞的能力，導致整體組織協調性下降、發育明顯延遲，甚至形態發育完全失敗。
 
接著，研究團隊透過螢光顯微影像標記細胞骨架與細胞膜，並運用AI影像分析與電腦模擬來觀察細胞間的互動。他們發現，細胞能夠感應鄰近細胞的微弱拉力並調整自己的動作，使整個細胞群拉攏，促進組織收縮與形態形成。研究團隊表示，機械力有別於化學訊號，它能瞬間傳導訊號，適合處於快速發育與變化中的胚胎環境。
 
此外，TMC蛋白原本被認為只存在於聽覺系統中，但此研究顯示，TMC蛋白也參與在非神經組織之中，暗示其演化起源可能遠早於複雜器官的出現。
 
總結而言，研究團隊認為這項研究有助於未來人工培養具有生理功能的組織器官或修復創傷組織。
 
參考資料：https://www.sciencedaily.com/releases/2025/07/250706230321.htm
原始研究：https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(25)00382-3
 
(編譯/實習記者 康芸榛)