關鍵蛋白缺失會抑制細胞的運動

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)的細胞無法正常運動。該研究可以深入了解細胞如何移動和修復正常組織中的傷口，以及癌癥如何通過身體傳播。

細胞是身體的工作者，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。當細胞向前移動時，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，然后在那里重復使用以進行新的抓握并向前移動。

當癌癥轉移，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。癌細胞需要使用整合素爬行穿過組織，直到它們到達可用于長途旅行的血管。禁用整合素運輸模式可能是預防癌癥擴散的一種方法。

UConn Health血管生物學家Mallika Ghosh和Linda Shapiro想知道在細胞皮膚中發(fā)現(xiàn)的一種常見蛋白質(zhì)（稱為細胞膜）如何影響這種類型的運動。這種名為CD13的蛋白質(zhì)穿過細胞膜，一端與細胞內(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，包括將細胞結合到位并幫助細胞相互通信。

為了測試CD13在細胞運動中的作用，Ghosh，Shapiro和他們的同事們首先研究了小鼠成纖維細胞，這是一種將組織和器官固定在一起的支架細胞。他們將成纖維細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胞外發(fā)現(xiàn)整合素的物質(zhì)。記住，整合素是細胞用來抓住并拖過組織的蛋白質(zhì)。一些成纖維細胞是正常的;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敲除成纖維細胞根本無法移動。

然后他們將細胞核染成藍色，細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胞相同的實驗，并得到了相同的結果。似乎正在發(fā)生的事情是CD13充當組織者，在細胞膜上收集新鮮回收的整合素和其他必需的蛋白質(zhì)，因此當細胞需要移動時它就可以被推出。

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

“所有這些步驟對于細胞處理來自外部環(huán)境的信息并向前發(fā)展至關重要，”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)作為結構的組織中的細胞運動中是否起著相同的作用。