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白细胞使用它们的核作为标尺来选择阻力最小的路径
2019-04-04 11:37:18  来源:今日健康网  作者:  分享:

移植细胞类型如白细胞或转移性癌细胞如何分别在免疫监视或癌症传播期间到达其作用位置?奥地利IST的Michael Sixt研究小组现在已经证明,白细胞利用它们的核作为标尺来筛选周围最大的孔隙 - 从而找到阻力最小的路径。

某些细胞类型不断地爬过身体以到达其作用位置。例如,人体内的所有白细胞 - 免疫系统的白细胞 - 覆盖的累积距离超过每小时100,000公里。在他们的旅程中,这些迁移细胞必须通过拥挤其他细胞和细胞外基质的三维迷宫找到自己的方式。某些细胞类型 - 间充质细胞如成纤维细胞 - 通过消化它们所抵抗的组织向前移动,从而留下隧道作为破坏的尾迹。另一方面,白细胞显示出变形虫的运动方式,使它们能够快速移动100倍。此外,他们不消化或改造他们的环境(如果他们这样做,他们每天将超过200万公里的隧道穿透身体!)。这些极快的细胞如何通过间质结缔组织纤维的密集网络导航而不伤害其他细胞,这对细胞生物学家来说非常重要。Michael Sixt教授和他的团队 - 包括第一作者JörgRenkawitz,在研究期间在IST奥地利的Postdoc,现在在德国慕尼黑的Ludwig-Maximilians-University生物医学中心领导他自己的研究小组 - 现已发现了解白细胞在复杂环境中航行时如何设法选择阻力最小的路径。

Nucleus测量孔径并帮助白细胞全速前进

为了理解这种选择性细胞运动背后的机制,研究人员为重建组织中的白细胞建立了一个障碍过程,细胞可以在不同大小的孔之间进行选择,同时遵循全球定向线索,如趋化性梯度。他们观察到的是,每当变形虫细胞有选择时,他们就会使用更大的毛孔,即阻力最小的路径。在进一步的测试中,科学家发现细胞通过将细胞核非常多地推向细胞前部来促进这种主动定向运动,因此它可以作为一种机械测量仪或尺子。换句话说,当细胞向前移动时,它应用细胞骨架力将其细胞核插入几个相邻的孔中以测量孔径。Michael Sixt:“操纵细胞的通常细胞器是富含肌动蛋白的前导,它探索环境。出乎意料的是,我们发现这不是决定白细胞通路的原因。相反,它是细胞核引导细胞通过更大的毛孔。这是有道理的,因为细胞核是细胞中最笨重的部分,对损伤也很敏感。“

微管确保细胞通过毛孔时不会碎裂

每当细胞成功地将细胞核推入细胞孔时,它们就必须缩回仍然插入其他细孔的无核突起,以避免缠结或甚至碎裂。为了告诉突起缩回,一旦微管组织中心(总是跟随细胞核)通过孔,微管就会从这些突起中消失。微管的这种消失引发肌动蛋白收缩,细胞最终缩回剩余的突起。当研究人员积极地破坏微管时,由于多余的突起没有缩回,细胞纠缠在一起,不断向前穿过其他毛孔并向多个方向迁移。最终,细胞破碎成碎片而死亡。“我们的研究结果是基于对白细胞的分析。然而,最可能的是,对于发育,免疫或再生过程中涉及的任何其他变形虫细胞类型,其机制是相同的。此外,该机制可能有助于解释癌细胞如何从身体的一部分移动到另一部分以形成转移,最重要的是,如何阻止它们这样做,“Michael Sixt总结道。

 

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