細胞改變張力使組織屏障更容易通過

當這些屏障變得不那么僵硬時，細胞更容易擠壓身體中的組織屏障。這是由科學技術研究所(奧地利IST)教授Daria Siekhaus及其團隊進行的一項研究的結果，該研究包括第一作者和博士后Aparna Ratheesh，該研究于今天發(fā)表在“發(fā)育細胞”雜志上。這種機制以前是未知的。

像微小的積木一樣，數十億的細胞形成我們的身體。但與構建塊不同，一些細胞能夠在身體周圍移動。這在發(fā)育過程中很重要，但在免疫系統(tǒng)對抗感染時也很重要。當癌細胞從原發(fā)腫瘤擴散時，最臭名昭著的細胞運動發(fā)生在轉移期間。為了在身體周圍移動，一些細胞需要能夠從一個組織進入另一個組織- 例如，當免疫細胞時需要離開血管并進入受損或發(fā)炎的組織。但是一些組織屏障是由緊密排列在一起的細胞組成的，就像一堵緊密的墻壁，使得細胞難以通過。在他們的研究中，Daria Siekhaus和她的團隊報告說，在飛行中，當發(fā)送信號以改變壁內細胞的張力時，一種稱為巨噬細胞的免疫細胞更容易擠壓。“我們已經找到了一種新的機制，通過這種機制，細胞通過組織屏障變得更容易，”Daria Siekhaus解釋道。

新的獨特機制

研究人員研究了果蠅(Drosophila melanogaster)中巨噬細胞的運動。巨噬細胞在發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用，并對傷害，感染或對生物體的其他威脅做出反應，通過發(fā)育中的果蠅胚胎遷移。在他們的路上，他們需要通過一個稱為germband的組織。然而，他們用來實現這一目標的機制直到現在才知道。研究人員發(fā)現遷移巨噬細胞在到達此屏障時會停滯不前。他們花時間試圖推進他們的方式，這項任務通過發(fā)送到障礙細胞的信號變得更容易，減少了他們的緊張。這種張力的變化使得屏障細胞不那么僵硬并且更易變形，使得巨噬細胞更容易在它們之間擠壓。

有趣的是，Daria Siekhaus和她的團隊發(fā)現，這種告訴組織屏障更柔軟的信號是Eiger，即果蠅形式的腫瘤壞死因子(TNF)，一種對脊椎動物炎癥信號傳導很重要的信號分子。Eiger與其受體Grindelwald結合，改變了另一種蛋白質Patj的定位，該蛋白質控制肌球蛋白的活性，肌球蛋白是一種產生和維持細胞緊張所必需的運動蛋白。

細胞為橡皮筋

為了證明他們的假設，研究人員使用了一種先前開發(fā)的技術，稱為激光消融，在顯微鏡下切割細胞邊緣。類似于當橡皮帶卡扣并且端部彼此遠離時，電池的切割邊緣分離。橡皮筋在卡扣時的張力越大，彈簧分開的速度越快。對于細胞也是如此，通過測量分離速度，研究人員可以根據細胞的張力進行計算。在突變體胚胎中，沒有Eiger分子向屏障細胞發(fā)出信號，細胞中的肌球蛋白活性更高，細胞比野生型細胞更快地分裂，即它們處于更加緊張的狀態(tài)。

“當周圍細胞的緊張程度較高時，穿過屏障的免疫細胞遷移就會減少。我們已經證明了這些分子變化的物理效應，并確定了TNF可以起作用的新途徑，”Daria Siekhaus解釋說。研究的第一作者Aparna Ratheesh對他們發(fā)現的活躍入侵過程感到興奮：“巨噬細胞在細胞之間擠壓。這樣做，它們會強行進入一個地方并塑造周圍組織。這種推動必須得到控制，導演，并導致積極的入侵。“由于TNF信號分子在脊椎動物中也起著重要作用，它們的結果可能具有超越果蠅的重要性，Siekhaus說：“在脊椎動物的發(fā)展過程中。因此，我們的結果在脊椎動物環(huán)境中也很重要。“

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