李戎研究组：移动的细胞

细胞运动向前伸出丝状伪足(Filopodia)和板状伪足(Lamellipodia)——这是通过肌动蛋白微丝的分支网络，或者捆绑支持的细胞质片状或者棍状形成的结构。来自斯托瓦斯医学研究所的研究人员近期发表了题为“The Arp2/3 complex is required for lamellipodia extension and directional fibroblast cell migration”的文章，发现缺乏功能性伪足的细胞仍然能高效运动，但是却不能再按照轨道来运动了。这一研究成果公布在the Journal of Cell Biology在线版上。

领导这一研究的是斯托瓦斯医学研究所的李戎教授，这位华裔女科学家的教育背景几乎都是在数一数二的高校中完成：1988年毕业于耶鲁大学，1992年加州大学旧金山分校获得博士学位，之后到加州大学伯克利分校进行博士后研究，1994年进入哈佛医学院。其研究组主要聚焦于细胞动态的研究，曾发表多篇重要的成果，生物通也曾对其进行过采访：李戎研究组：我们研究的是细胞“动态”。

对于这一最新成果，她表示，“这项工作证明一种称为Arp2/3复合物的肌动蛋白聚合因子，在肌动蛋白纤维树突状排列形成方面扮演了重要角色，而后者构成了板状伪足的结构骨架，并且有助于推动细胞向前移动。”

许多细胞类型都能在组织周围运动，比如神经细胞能迁移到最终目的地，免疫细胞则伺机捕获侵入的病原体，成纤维细胞能被召入到伤口处，还有癌细胞能从原发肿瘤处侵袭到其它部位。这些细胞都是通过不断修改肌动蛋白骨架，利用肌动蛋白纤维向前推进。

这篇文章发现了Arp2/3复合物在其中扮演的关键角色，这是一个包含7个次单元的蛋白质，专门调控肌动蛋白细胞骨架。其中Arp2与Arp3属于肌动蛋白相关蛋白（Actin-Related Proteins），能对微丝进行核化（nucleation）。整个复合体则能够与微丝结合，并且使促使新的微丝生成。

当存在纯肌动蛋白聚合物时，延伸主要倾向于核化，形成长细纤维，定位在伪足上的Arp2/3复合物能帮助构建肌动蛋白纤维网络，通过启动分支过程形成伪足。“但是目前还不清楚是否Arp2/3复合物对于伪足形成是否是必需的，以及这一复合物如何影响细胞运动的机理”，李教授说。

研究人员采用了与之前不同的实验方法——之前多采用RNA干扰技术，来减少Arp2/3复合物浓度进行分析，但这得到了相互矛盾的结论，李戎教授与她的同事则对Arp2/3复合物进行遗传干扰，分析成纤维细胞运动中Arp2/3复合物的功能。

这项研究首次利用敲除小鼠，以及分化小鼠胚胎干细胞来分析Arp2/3复合物在成纤维细胞运动中的功能。

李戎研究组曾多次获得细胞运动研究的新成果，比如今年他们发表文章，发现了酵母中的一种酶能开启一种特殊机制，推动磷脂（phospholipids）分子从细胞外翻转到细胞内来，而且研究人员发现这种精细复杂的机制不仅仅存在于酵母中，哺乳动物也存在。这就为探索细胞极性发生的机制打开了新的一扇窗，也将有助于解析肝脏细胞如何产生极性，以及在疾病中的作用机制。

这项研究提出了解析这一过程的一个重要机制，细胞膜内的一种分子——Cdc42扮演了重要的调控作用，在一个非极性细胞中，Cdc42随机的分布在细胞膜上和细胞内，而当被激活的时候，这一分子就会刺激细胞骨架微丝的形成，从而引导自由悬浮的Cdc42聚集到细胞膜上Cdc42所在之处。细胞膜上某些部分的Cdc42就比其它地方更多了，微丝就能开启这一过程，最终细胞会在Cdc42高浓度处进行出芽。