加州大學(xué)舊金山分校的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，免疫系統(tǒng)中的一種關(guān)鍵細(xì)胞（中性粒細(xì)胞）以一種意想不到的方式進(jìn)入備戰(zhàn)狀態(tài).這一發(fā)現(xiàn)為了解發(fā)生在這些細(xì)胞內(nèi)的過程提供了新的見解,并可能引發(fā)從脊髓損傷到癌癥等各種疾病的治療策略.
研究主要集中在中性粒細(xì)胞上,這是種最常見類型的白細(xì)胞.同免疫系統(tǒng)中的其他細(xì)胞一樣,中性粒細(xì)胞的工作就是要找出并摧毀細(xì)菌,、病毒或其他進(jìn)入血液或器官的外來物?？茖W(xué)家已經(jīng)知道，要做到這些,，每一個(gè)細(xì)胞改變它無定形的形狀形成一個(gè)單一的前緣突起接近入侵物并攻擊,。
細(xì)胞的前緣被認(rèn)為向細(xì)胞的其余部分發(fā)出了某種類型的信號(hào)以防止二級(jí)戰(zhàn)線的形成。至今,，科學(xué)家們一直認(rèn)為信號(hào)是由分子從細(xì)胞的一部分運(yùn)動(dòng)到細(xì)胞的其他部分所傳遞,。然而，現(xiàn)在,，加州大學(xué)舊金山分校的一支研究隊(duì)伍證明,，中性粒細(xì)胞是通過傳輸機(jī)械力來觸發(fā)這種遠(yuǎn)距離的抑制作用,。
這個(gè)過程依賴于肌動(dòng)蛋白的組裝，它在細(xì)胞中朝向細(xì)菌目標(biāo)向外突出的部位聚集,。
在近期發(fā)表于Cell雜志（2012年1月20日）上的文章中，研究小組發(fā)現(xiàn),，細(xì)胞的突起延展了細(xì)胞膜,，從寬松到緊張，就像拔河比賽的繩子一般,。張力沿著細(xì)胞膜從前往后傳播,。正是這種張力限制了突出前緣的活動(dòng)。
"這種細(xì)胞限制自身表面特定區(qū)域活動(dòng)的關(guān)鍵能力對(duì)于許多過程至關(guān)重要,，從細(xì)胞分裂的調(diào)節(jié)到多細(xì)胞生物的形成及神經(jīng)系統(tǒng)的布線等,，"第一作者Orion Weiner博士說，加州大學(xué)舊金山分校心血管病研究所的助理教授,。
這一發(fā)現(xiàn)可能幫助研究人員找出能促進(jìn)或阻斷細(xì)胞動(dòng)員過程的新療法,，作為一種方法對(duì)疾病進(jìn)行干預(yù)，他說,。例如,，脊髓損傷后，神經(jīng)細(xì)胞不容易跨越損傷部分,，影響了運(yùn)動(dòng)功能或?qū)е掳c瘓,。可能有些藥物能幫助神經(jīng)細(xì)胞形成前緣并讓它們跨過損傷部分,，其他些藥物可能會(huì)如它們?cè)诎┌Y中的作用一樣,，阻礙細(xì)胞的異常遷移，Weiner說,。
Weiner和他的同事們開展了一些列的實(shí)驗(yàn),，得出了他們的結(jié)論。他們應(yīng)用或移除中心粒細(xì)胞中的張力,，并跟蹤肌動(dòng)蛋白的積累和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng),。Weiner實(shí)驗(yàn)室的研究生Andrew Houk開展了許多實(shí)驗(yàn)。他們發(fā)現(xiàn),，張力是必要的而且足夠來限制已有前緣突起的擴(kuò)展,，并避免細(xì)胞形成第二個(gè)突起。
"我們的研究證明張力是突出前緣形成過程中的中央調(diào)節(jié)器,，"Weiner說,，"現(xiàn)在的挑戰(zhàn)是要弄清究竟是哪些分子對(duì)張力響應(yīng)及如何響應(yīng)。"
加州大學(xué)是世界一流的大學(xué),，致力于通過先進(jìn)的生物醫(yī)學(xué)研究,、在生命科學(xué)和衛(wèi)生專業(yè)高水平的研究生教育及卓越的病人護(hù)理推動(dòng)全球的健康事業(yè),。（生物谷bioon.com）
doi:10.1016/j.cell.2011.10.050
PMC:
PMID:
Membrane Tension Maintains Cell Polarity by Confining Signals to the Leading Edge during Neutrophil Migration
Andrew R. Houk, Alexandra Jilkine, Cecile O. Mejean, Rostislav Boltyanskiy, Eric R. Dufresne, Sigurd B. Angenent, Steven J. Altschuler, Lani F. Wu, Orion D. Weiner.
Highlights： Neutrophil leading edge inhibits protrusion through a nondiffusive mechanism Membrane tension doubles during cell protrusion Membrane tension is sufficient for long-range inhibition of leading-edge signals Membrane tension is necessary to confine signals to the leading edge Summary： Little is known about how neutrophils and other cells establish a single zone of actin assembly during migration. A widespread assumption is that the leading edge prevents formation of additional fronts by generating long-range diffusible inhibitors or by sequestering essential polarity components. We use morphological perturbations, cell-severing experiments, and computational simulations to show that diffusion-based mechanisms are not sufficient for long-range inhibition by the pseudopod. Instead, plasma membrane tension could serve as a long-range inhibitor in neutrophils. We find that membrane tension doubles during leading-edge protrusion, and increasing tension is sufficient for long-range inhibition of actin assembly and Rac activation. Furthermore, reducing membrane tension causes uniform actin assembly. We suggest that tension, rather than diffusible molecules generated or sequestered at the leading edge, is the dominant source of long-range inhibition that constrains the spread of the existing front and prevents the formation of secondary fronts.
