細(xì)胞如何移動(dòng)
眾所周知,細(xì)胞可以在身體周圍移動(dòng),但他們?nèi)绾巫龅竭@一點(diǎn)一直未知 - 直到現(xiàn)在。感染醫(yī)學(xué)研究員瑞典隆德大學(xué)的Pontus Nordenfelt設(shè)法在分子水平上描述和可視化細(xì)胞遷移。隨著時(shí)間的推移,這可能在傳染病,炎癥,癌癥等的治療中變得重要,其中細(xì)胞遷移起重要作用。在他的研究中,Pontus Nordenfelt使用T細(xì)胞作為模型。T細(xì)胞是免疫系統(tǒng)的一部分,因此必須能夠到達(dá)已經(jīng)暴露于例如細(xì)菌入侵的組織。
為了能夠移動(dòng),細(xì)胞必須將自身附著到表面并使用其前部推動(dòng)以施加它所需的力。同時(shí),電池的后部必須從表面放開,允許它向前“滾動(dòng)”,可以這么說。“當(dāng)移動(dòng)時(shí),細(xì)胞將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械力?,F(xiàn)在可以使用我開發(fā)的顯微鏡工具測(cè)量這種力,”工程師Pontus Nordenfelt從一開始就說,他的工作從這個(gè)背景中獲益匪淺。
三個(gè)分子一起工作可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞遷移。整聯(lián)蛋白是位于細(xì)胞表面上的分子,其能夠?qū)⒆陨砀街狡渌砻?。肌?dòng)蛋白是細(xì)胞膜內(nèi)部的小結(jié)構(gòu)單元,共同形成細(xì)胞的骨架。最后,“銜接子”是將整聯(lián)蛋白和肌動(dòng)蛋白連接在一起的蛋白質(zhì)。“一旦銜接子連接了整聯(lián)蛋白和肌動(dòng)蛋白,來自肌動(dòng)蛋白的機(jī)械力就會(huì)產(chǎn)生'綠光'。然后整合素分子將自身與附近的伴侶表面結(jié)合,細(xì)胞可以通過它輕微向前移動(dòng)。一旦細(xì)胞遷移完成整合素和肌動(dòng)蛋白分子在細(xì)胞的這一部分彼此分離,而另一部分細(xì)胞變得活躍,“Pontus Nordenfelt解釋道。
細(xì)胞遷移的關(guān)鍵是整聯(lián)蛋白分子在細(xì)胞的適當(dāng)部分變得活躍,到目前為止它的工作原理還不清楚。隆德研究員的研究發(fā)表在Nature Communications上。
幾年前哈佛大學(xué)的著名研究員蒂莫西·斯普林格提出了細(xì)胞遷移基于肌動(dòng)蛋白激活整合素的觀點(diǎn),Pontus Nordenfelt花了三年時(shí)間研究整合素是如何活躍的。除此之外,這項(xiàng)工作產(chǎn)生了新的顯微技術(shù),這些技術(shù)已用于檢驗(yàn)細(xì)胞遷移如何發(fā)揮作用的假設(shè)。
該技術(shù)基于插入細(xì)胞的熒光生物傳感器,通過顏色變化顯示整合素的力變化。這使您可以通過彩色圖像查看細(xì)胞遷移過程,并測(cè)量作用于整合素的機(jī)械力。這項(xiàng)技術(shù)可以開發(fā)更有針對(duì)性的藥物,以加強(qiáng)身體免疫系統(tǒng)抵抗感染,或防止腫瘤轉(zhuǎn)移等。
作為感染醫(yī)學(xué)的研究人員,Pontus Nordenfelt對(duì)整合素產(chǎn)生了興趣,因?yàn)檫@是免疫細(xì)胞使用的一組蛋白質(zhì),這導(dǎo)致他對(duì)細(xì)胞遷移的研究。在他的新工具的幫助下,他現(xiàn)在想繼續(xù)研究吞噬細(xì)胞 - “吃掉”入侵細(xì)菌的免疫細(xì)胞。
“熒光生物傳感器可以測(cè)量不同細(xì)菌攝入的時(shí)間和方式;也許還可以創(chuàng)建測(cè)量相反的傳感器變體,即當(dāng)細(xì)菌避免被吃掉而反而侵入身體時(shí),”他說。
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