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現的一種常見蛋白質（稱為細胞膜）如何影響這種類型的運動。這種名為CD13的蛋白質穿過細胞膜，一端與細胞內部相互作用，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皿中，纖維連接蛋白是一種在細胞外發現整合素的物質。記住，整合素是細胞用來抓住并拖過組織的蛋白質。一些成纖維細胞是正常的;其他人已經將CD13的基因敲除了。

研究人員發現，正常成纖維細胞可以使用整合素方法在培養皿中移動，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，它再次出現在表面上。 CD13敲除成纖維細胞在兩小時后也將所有整合素拉到內部，但整合素從未再次出現。

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，因此當細胞需要移動時它就可以被推出。

“沒有CD13，整合素會進入內部，不會再出來”。 CD13如何在正確的位置聚集整合素的細節包括CD13部分組裝細胞的回收機器，CD13延伸到細胞內部，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境的信息并向前發展至關重要，”Ghosh說。

研究人員現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在使用這些蛋白質作為結構的組織中的細胞運動中是否起著相同的作用。