在考慮生理或病理?xiàng)l件下，細(xì)胞可作為大而緊密的上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)移。盡管以前的大多數(shù)研究表明，遷移機(jī)制受到細(xì)胞間接觸的強(qiáng)烈調(diào)控，但物理限制對集體遷移的影響仍不清楚。

現(xiàn)在一項(xiàng)由達(dá)納赫·穆罕默德和比利時蒙斯大學(xué)教授西爾萬·加布里埃爾(Sylvain Gabriele)領(lǐng)導(dǎo)的研究表明，相鄰細(xì)胞的空間限制，會調(diào)節(jié)上皮組織的遷移速度，其研究成果發(fā)表在《自然物理》上，研究小組通過利用微制造技術(shù)來產(chǎn)生粘著微條紋。

以一種非?？煽氐姆绞皆佻F(xiàn)了活體組織中觀察到的生理限制。這些體外模型允許研究人員把上皮細(xì)胞膠粘劑跟蹤從5至20μm寬度，沒有做任何細(xì)胞間粘連。研究小組使用了從中美洲黑鯛鱗片上采集的上皮細(xì)胞作為一個健壯的主要遷移模型。細(xì)胞在有限的環(huán)境中遷移速度減慢，并改變了它們的三維形態(tài)，就像在致密上皮組織中觀察到的那樣。研究小組發(fā)現(xiàn)，封閉的環(huán)境會減少細(xì)胞前部的突出力，并阻止后緣的局灶性粘連的成熟，從而導(dǎo)致前向推進(jìn)力的降低。

這些發(fā)現(xiàn)表明，上皮細(xì)胞的單獨(dú)限制可以誘導(dǎo)類似的行為，并確定底物粘附區(qū)域的限制是決定細(xì)胞集體遷移速度的關(guān)鍵因素。物理學(xué)、表面化學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)之間的聯(lián)系再次揭示了迄今為止人們知之甚少的細(xì)胞機(jī)制，并為解釋集體遷移提供了一種通用的機(jī)制。細(xì)胞集體遷移在整個發(fā)育過程、傷口愈合和許多疾病中都是基本的。盡管許多研究都集中在細(xì)胞與細(xì)胞的連接上，但在細(xì)胞集體遷移中，物理約束的作用仍不清楚。

研究使用不同寬度的粘附微條帶來模擬上皮組織中，跟隨細(xì)胞所經(jīng)歷的空間限制。結(jié)果表明，底物區(qū)域限制足以調(diào)節(jié)細(xì)胞的三維形態(tài)，而不需要細(xì)胞間的粘附線索。封閉細(xì)胞遷移速度與其細(xì)胞底物粘附面積有直接關(guān)系。近距離觀察發(fā)現(xiàn)，膠合區(qū)約束減少了片狀突出力，減少了前緣局灶復(fù)合體的數(shù)量，阻止了后緣局灶粘連的成熟，共同導(dǎo)致前向推進(jìn)力較差。這些發(fā)現(xiàn)表明，上皮細(xì)胞的單獨(dú)限制可以誘導(dǎo)類似行為，并確定底物粘附區(qū)限制是決定細(xì)胞集體遷移速度的關(guān)鍵因素。

博科園｜研究/來自：蒙斯大學(xué)

參考期刊《自然物理學(xué)》

DOI: 10.1038/s41567-019-0543-3

博科園｜科學(xué)、科技、科研、科普