索倫細胞是一種纖細、具旗狀的細胞,廣泛存在於低等無脊椎動物中,如扁蟲(Platyhelminthes門)、脊索動物(Cephalochordata亞門)以及多種其他動物物種。在生理功能上,索倫細胞在其宿主的排泄系統中扮演着重要角色。例如,扁蟲屬(Branchiostoma)這一小型生物利用索倫細胞來實現排泄功能,並在電解質和滲透調節方面發揮作用。
Solenoid forms subtypes of protonephridium and are often compared to another specialized excretory cell type, i.e., flame cells.
索倫細胞源於中胚層,並且其形態上具有多樣性。它們包含一個位於細胞核心的細胞質帽或封閉細胞體,並附有一根長的管狀結構。在其細胞內腔中,通常含有一到兩根長旗狀。這些持續運動的旗狀從一個稱為基底體的蛋白質結構中延伸而出,基底體位於旗狀結構的底部。管腔的壁結構由薄薄的柱狀棒組成,棒的表面有許多小孔,這些孔可能是間質液過濾的場所。
Each nephridium contains approximately 500 solenocytes, each of which is roughly 50 microns in length.
在功能方面,旗狀在索倫細胞的排泄性質中發揮了重要作用。這些運動性附屬物從索倫細胞膜伸出,並利用一根軸絲(或稱為軸纖)來進行支持。基底體作為一種改造的中心體,通過九組三重微管組成,起到將旗狀固定在正確位置的功能。軸纖的中心有其高度保守的結構,而這種結構則包含九組雙重微管圍繞一對單重微管(形成9+2的結構)。數以千計的運動性動滑蛋白附著在軸纖的雙重微管上,並利用腺苷三磷酸的水解來推動旗狀的運動。
透過研究索倫細胞的組成與功能,我們不僅可以更深入地理解其他無脊椎動物的排泄器官,還能進一步推進我們對於腎功能、人類健康,甚至某些遺傳疾病的認識。作為脊椎動物的近親,腦弓魚(Branchiostoma)可為這一研究做出貢獻。
相比成對的原腎,哈特謝克的腎臟是存在於Branchiostoma virginiae的一個大型非對稱的排泄結構。這個腎臟及其收集管位於脊索的左側,靠近左前動脈。哈特謝克腎臟類似於原腎,擁有一個彎曲的分支,並包含多個索倫細胞。
研究表明,腦弓魚的體腔肌上皮細胞在腎功能中可能具有重要意義。這些細胞沿著體腔分布,分為厚(18-25納米直徑)和薄(5-7納米直徑)微絲。這些微絲似乎在靠近連接體腔表面的索倫細胞時越發豐富,因為索倫細胞的旗狀運動能夠推動體腔液體在排泄管腔中的流動。
在脊椎動物的演化過程中,隨著Branchiostoma的分化,顯著的基因組重複發生,這使得它成為了解脊椎動物生物機制的重要模型。腦弓魚在調查人類健康與遺傳疾病的過程中也有其價值,可以用來研究與信號傳導通路相關的多組織及細胞發展等生理參數。
隨著對索倫細胞及相關排泄機制了解的深入,我們是否能夠在未來使這些微小的細胞為我們揭示更多生命的奧秘呢?