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科学家们破译细胞迁移密码
发布时间:2016-01-21 16:22浏览: 字体大小[ ]

在Nature Structural and Molecular Biology杂志上,科学家们发现,在细胞表面的粘附分子上存在一个进化保守的分子密码,这个古老分子密码是细胞运动和迁移的关键调控者。
 
研究显示,这个分子密码出现在生命登上陆地之前,比恐龙的年纪大得多,而它至今仍在我们体内发挥着关键性的作用。这种古老的密码让我们终于能在分子水平上理解,细胞如何根据不同组织的线索对自己的迁移做出微调。
 
粘附受体integrin控制着细胞在不同结缔组织中的运动和迁移。Turku大学Johanna Ivaska教授领导的研究团队,在integrin中鉴定了一个不为人知的蛋白序列。
 
“细胞运动是所有生命不可或缺的能力。在人类中,细胞运动对于胚胎发育、炎症、免疫应答、创伤修复等过程至关重要。在癌症中,细胞迁移会促进癌症的转移和扩散,”Ivaska教授解释道。
 
数十年来科学家们一直知道,人类细胞必须循环使用粘附受体才能实现细胞运动和迁移,但还不清楚这一过程在不同条件下的调控机制。而这项研究发现的分子密码为人们揭示了受体更新的特异性。
 
“我们看到,这个分子密码从史前到现在基本没有什么改变,这说明它具有非常重要的生物学意义。在进化过程中,只有至关重要的生物学过程是保持不变的,”Ivaska教授说。
 
这项研究起始于研究生Nicola De Franceschi的生物信息学分析,他在integrin中发现了控制细胞运动和迁移的分子密码。
 
“我们的工作首次展示了细胞特异性更新粘附分子的基础,细胞通过这样的机制在组织中移动。这个古老的机制如今仍然是人体健康的关键,在慢性炎症、自身免疫疾病和一些癌症中起作用,”Ivaska教授说。
 
虽然近年来癌症治疗在不断得到改善,但有三个基本问题一直未能得到解决,比如癌症是如何扩散的?要想治疗已经出现了转移的癌症,研究者们首先要能区分肿瘤中具有扩散能力的细胞。其次,检测患者血液中的肿瘤细胞也很重要。因为对这些细胞进行测序、成像和比较分析,可以为人们提供癌转移的宝贵线索。
 
2014年03月,Johns Hopkins大学的研究人员在美国国家科学院院刊PNAS杂志上发表文章,揭示了癌细胞在3D环境下的扩散行为。生物学家们曾经认为,癌细胞在机体中的扩散是一个漫无目的的缓慢过程,就像一个醉汉那样无法一直走直线,他们将这一过程称为随机游走(random walk)。但这项研究显示,这种随机游走模型只是癌细胞在二维平面(培养皿)上的运动方式,并不适用于机体内的三维空间。为此他们提出了一个新的计算模型,更好的展现了癌细胞在3D环境中的迁移行为。
 
2014年07月,伦敦大学学院的科学家们在Journal of Cell Biology杂志上揭示了细胞集体迁移的新机制。他们发现,侵袭性的细胞能够转变为类似液体的状态,以便在机体内的狭窄管道中前行。这一转变由一种化学信号触发,阻断这样的信号就能够阻止癌细胞的转移。人们可以在此基础上开发新药物,阻止癌细胞的扩散和继发性肿瘤的形成。