Nature子刊破译细胞迁移密码

 科学家们发现，在细胞表面的粘附分子上存在一个进化保守的分子密码，这个古老分子密码是细胞运动和迁移的关键调控者。这项研究发表在一月十八日的Nature Structural and Molecular Biology杂志上。

研究显示，这个分子密码出现在生命登上陆地之前，比恐龙的年纪大得多，而它至今仍在我们体内发挥着关键性的作用。这种古老的密码让我们终于能在分子水平上理解，细胞如何根据不同组织的线索对自己的迁移做出微调。

粘附受体integrin控制着细胞在不同结缔组织中的运动和迁移。Turku大学Johanna Ivaska教授领导的研究团队，在integrin中鉴定了一个不为人知的蛋白序列。

“细胞运动是所有生命不可或缺的能力。在人类中，细胞运动对于胚胎发育、炎症、免疫应答、创伤修复等过程至关重要。在癌症中，细胞迁移会促进癌症的转移和扩散，”Ivaska教授解释道。

数十年来科学家们一直知道，人类细胞必须循环使用粘附受体才能实现细胞运动和迁移，但还不清楚这一过程在不同条件下的调控机制。而这项研究发现的分子密码为人们揭示了受体更新的特异性。

“我们看到，这个分子密码从史前到现在基本没有什么改变，这说明它具有非常重要的生物学意义。在进化过程中，只有至关重要的生物学过程是保持不变的，”Ivaska教授说。

这项研究起始于研究生Nicola De Franceschi的生物信息学分析，他在integrin中发现了控制细胞运动和迁移的分子密码。

“我们的工作首次展示了细胞特异性更新粘附分子的基础，细胞通过这样的机制在组织中移动。这个古老的机制如今仍然是人体健康的关键，在慢性炎症、自身免疫疾病和一些癌症中起作用，”Ivaska教授说。

虽然近年来癌症治疗在不断得到改善，但有三个基本问题一直未能得到解决，比如癌症是如何扩散的？要想治疗已经出现了转移的癌症，研究者们首先要能区分肿瘤中具有扩散能力的细胞。其次，检测患者血液中的肿瘤细胞也很重要。因为对这些细胞进行测序、成像和比较分析，可以为人们提供癌转移的宝贵线索。

2014年03月，Johns Hopkins大学的研究人员在美国国家科学院院刊PNAS杂志上发表文章，揭示了癌细胞在3D环境下的扩散行为。生物学家们曾经认为，癌细胞在机体中的扩散是一个漫无目的的缓慢过程，就像一个醉汉那样无法一直走直线，他们将这一过程称为随机游走（random walk）。但这项研究显示，这种随机游走模型只是癌细胞在二维平面（培养皿）上的运动方式，并不适用于机体内的三维空间。为此他们提出了一个新的计算模型，更好的展现了癌细胞在3D环境中的迁移行为。

2014年07月，伦敦大学学院的科学家们在Journal of Cell Biology杂志上揭示了细胞集体迁移的新机制。他们发现，侵袭性的细胞能够转变为类似液体的状态，以便在机体内的狭窄管道中前行。这一转变由一种化学信号触发，阻断这样的信号就能够阻止癌细胞的转移。人们可以在此基础上开发新药物，阻止癌细胞的扩散和继发性肿瘤的形成。