關(guān)鍵蛋白缺失會抑制細(xì)胞的運動

UConn研究人員在《Science Signaling》雜志上報告說，在其表面缺失某種蛋白質(zhì)的細(xì)胞無法正常運動。該研究可以深入了解細(xì)胞如何移動和修復(fù)正常組織中的傷口，以及癌癥如何通過身體傳播。

細(xì)胞是身體的工作者，他們經(jīng)常需要四處走動才能完成工作。通常情況下，一個細(xì)胞將穿過一個組織 - 比如血管壁 - 就像攀巖者攀登懸崖的方式一樣，使用一種叫做整合素的蛋白質(zhì)抓住一個斑點并將自己拉向那個方向。當(dāng)細(xì)胞向前移動時，它會在其后部釋放整合器把手并將其自身內(nèi)部回收到前部，然后在那里重復(fù)使用以進(jìn)行新的抓握并向前移動。

當(dāng)癌癥轉(zhuǎn)移，脫離原發(fā)腫瘤并擴散到身體其他部位時，這種類型的運動很重要。癌細(xì)胞需要使用整合素爬行穿過組織，直到它們到達(dá)可用于長途旅行的血管。禁用整合素運輸模式可能是預(yù)防癌癥擴散的一種方法。

UConn Health血管生物學(xué)家Mallika Ghosh和Linda Shapiro想知道在細(xì)胞皮膚中發(fā)現(xiàn)的一種常見蛋白質(zhì)（稱為細(xì)胞膜）如何影響這種類型的運動。這種名為CD13的蛋白質(zhì)穿過細(xì)胞膜，一端與細(xì)胞內(nèi)部相互作用，另一端與外界相互作用。 CD13具有許多不同的功能，包括將細(xì)胞結(jié)合到位并幫助細(xì)胞相互通信。

為了測試CD13在細(xì)胞運動中的作用，Ghosh，Shapiro和他們的同事們首先研究了小鼠成纖維細(xì)胞，這是一種將組織和器官固定在一起的支架細(xì)胞。他們將成纖維細(xì)胞添加到充滿纖連蛋白的培養(yǎng)皿中，纖維連接蛋白是一種在細(xì)胞外發(fā)現(xiàn)整合素的物質(zhì)。記住，整合素是細(xì)胞用來抓住并拖過組織的蛋白質(zhì)。一些成纖維細(xì)胞是正常的;其他人已經(jīng)將CD13的基因敲除了。

研究人員發(fā)現(xiàn)，正常成纖維細(xì)胞可以使用整合素方法在培養(yǎng)皿中移動，沒有任何問題，但CD13敲除成纖維細(xì)胞根本無法移動。

然后他們將細(xì)胞核染成藍(lán)色，細(xì)胞表面的整合素染成綠色，并觀察發(fā)生了什么。正常的成纖維細(xì)胞將所有的整合素拉到里面，大約兩個小時后再循環(huán)，它再次出現(xiàn)在表面上。 CD13敲除成纖維細(xì)胞在兩小時后也將所有整合素拉到內(nèi)部，但整合素從未再次出現(xiàn)。

他們嘗試了與人宮頸癌細(xì)胞相同的實驗，并得到了相同的結(jié)果。似乎正在發(fā)生的事情是CD13充當(dāng)組織者，在細(xì)胞膜上收集新鮮回收的整合素和其他必需的蛋白質(zhì)，因此當(dāng)細(xì)胞需要移動時它就可以被推出。

“沒有CD13，整合素會進(jìn)入內(nèi)部，不會再出來”。 CD13如何在正確的位置聚集整合素的細(xì)節(jié)包括CD13部分組裝細(xì)胞的回收機器，CD13延伸到細(xì)胞內(nèi)部，以響應(yīng)突出到外部的CD13片段檢測到的信號。

“所有這些步驟對于細(xì)胞處理來自外部環(huán)境的信息并向前發(fā)展至關(guān)重要，”Ghosh說。

研究人員現(xiàn)在正在研究不同版本的整合素蛋白和各種結(jié)合材料，如膠原蛋白和層粘連蛋白，以確定CD13在使用這些蛋白質(zhì)作為結(jié)構(gòu)的組織中的細(xì)胞運動中是否起著相同的作用。