《自然》：白細胞以細胞核為標尺，找到阻力最小的路徑

　　移動細胞，比如白細胞或轉移性癌細胞是如何能在免疫監控和癌癥傳播期間到達它們的目的地的呢？

　　來自奧地利科學技術研究所的Michael Sixt研究小組提出了最新觀點——白細胞利用它們的細胞核作為標尺，篩選周圍環境，從而找到阻力最小的路徑。

　　這一研究成果公布在Nature雜志上。

　　領取安捷倫Seahorse 癌癥與代謝的應用技術資料

　　領 取

　　一些細胞需要不斷地爬行，到達其作用位置。例如，人體內的所有白細胞（免疫系統）在人體內的爬行距離大約每小時超過100,000公里。在這些遷移細胞的旅程中，必須擠過其它細胞和細胞外基質的三維迷宮，才能找到自己的位置。還有一些間充質細胞，如成纖維細胞，是通過消化它們遇到的組織向前移動的，會留下隧道，作為破壞的痕跡。

　　而白細胞運動方式類似變形蟲，但速度要快很多，而且它們不會消化或改造它們經過的環境（如果它們這樣做，每天需要穿過超過200萬公里的隧道！）。這些極快的細胞如何通過間質結締組織纖維的密集網絡，而不傷害其它細胞的呢？這個問題對細胞生物學家來說非常重要。

　　Michael Sixt教授和他的團隊圍繞這個問題展開了研究，發現了白細胞在復雜環境中航行時，如何找到阻力最小的路徑的奧秘。

　　測量孔徑，白細胞全速前進

　　為了理解這種選擇性細胞運動背后的機制，研究人員建立了一個障礙過程，細胞可以在不同大小的孔之間進行選擇，同時遵循導航系統（global directional cues），如趨化性梯度。結果他們發現，每當細胞進行選擇時，它們可以選到阻力最小的路徑。

　　這是如何實現的呢？研究人員進一步測試，他們發現細胞是將細胞核推向前方，利用這種主動定向運動前進的，也就是說當細胞向前移動時，它利用細胞骨架力將其細胞核插入到幾個相鄰的孔中測量孔徑。

　　Michael Sixt說：“驅動細胞的細胞器通常是肌動蛋白豐富的前端部位，但是出乎意料的是，我們發現這不是決定白細胞通路的原因。而是細胞核引導細胞通過更大的孔徑。這能說得通，因為細胞核是細胞中最笨重的部分，對損傷也很敏感。”

　　微管確保細胞通過毛孔時不會碎裂

　　那什么能保護細胞不會受損呢？研究人員觀察到每當細胞成功地將細胞核推入孔徑中時，它們就必須縮回仍然插到其他孔徑中的無核突起，避免纏結或甚至碎裂。為了通告這些部位縮回，微管組織中心會做出改變，它們總是跟隨細胞核通過孔徑，從其它部位消失，這種消失引發肌動蛋白收縮，細胞最終縮回到正確的路徑上。

　　當研究人員破壞了微管時，由于多余的突起沒有縮回，細胞就會糾纏在一起，向多個方向遷移。最終，細胞破碎成碎片而死亡。

　　“我們的研究結果是基于對白細胞的分析。不過我們認為，發育，免疫或再生過程中涉及的任何其他變形蟲細胞類型的機制是相同的。此外，該機制可能有助于解釋癌細胞如何從身體的一個部分形成轉移，最重要的是，我們能如何阻止它們這樣做，“Michael Sixt總結道。