细胞改变张力使组织屏障更容易通过
当这些屏障变得不那么僵硬时,细胞更容易挤压身体中的组织屏障。这是由科学技术研究所(奥地利IST)教授Daria Siekhaus及其团队进行的一项研究的结果,该研究包括第一作者和博士后Aparna Ratheesh,该研究于今天发表在“发育细胞”杂志上。这种机制以前是未知的。
像微小的积木一样,数十亿的细胞形成我们的身体。但与构建块不同,一些细胞能够在身体周围移动。这在发育过程中很重要,但在免疫系统对抗感染时也很重要。当癌细胞从原发肿瘤扩散时,最臭名昭着的细胞运动发生在转移期间。为了在身体周围移动,一些细胞需要能够从一个组织进入另一个组织- 例如,当免疫细胞时需要离开血管并进入受损或发炎的组织。但是一些组织屏障是由紧密排列在一起的细胞组成的,就像一堵紧密的墙壁,使得细胞难以通过。在他们的研究中,Daria Siekhaus和她的团队报告说,在飞行中,当发送信号以改变壁内细胞的张力时,一种称为巨噬细胞的免疫细胞更容易挤压。“我们已经找到了一种新的机制,通过这种机制,细胞通过组织屏障变得更容易,”Daria Siekhaus解释道。
新的独特机制
研究人员研究了果蝇(Drosophila melanogaster)中巨噬细胞的运动。巨噬细胞在发育过程中发挥重要作用,并对伤害,感染或对生物体的其他威胁做出反应,通过发育中的果蝇胚胎迁移。在他们的路上,他们需要通过一个称为germband的组织。然而,他们用来实现这一目标的机制直到现在才知道。研究人员发现迁移巨噬细胞在到达此屏障时会停滞不前。他们花时间试图推进他们的方式,这项任务通过发送到障碍细胞的信号变得更容易,减少了他们的紧张。这种张力的变化使得屏障细胞不那么僵硬并且更易变形,使得巨噬细胞更容易在它们之间挤压。
有趣的是,Daria Siekhaus和她的团队发现,这种告诉组织屏障更柔软的信号是Eiger,即果蝇形式的肿瘤坏死因子(TNF),一种对脊椎动物炎症信号传导很重要的信号分子。Eiger与其受体Grindelwald结合,改变了另一种蛋白质Patj的定位,该蛋白质控制肌球蛋白的活性,肌球蛋白是一种产生和维持细胞紧张所必需的运动蛋白。
细胞为橡皮筋
为了证明他们的假设,研究人员使用了一种先前开发的技术,称为激光消融,在显微镜下切割细胞边缘。类似于当橡皮带卡扣并且端部彼此远离时,电池的切割边缘分离。橡皮筋在卡扣时的张力越大,弹簧分开的速度越快。对于细胞也是如此,通过测量分离速度,研究人员可以根据细胞的张力进行计算。在突变体胚胎中,没有Eiger分子向屏障细胞发出信号,细胞中的肌球蛋白活性更高,细胞比野生型细胞更快地分裂,即它们处于更加紧张的状态。
“当周围细胞的紧张程度较高时,穿过屏障的免疫细胞迁移就会减少。我们已经证明了这些分子变化的物理效应,并确定了TNF可以起作用的新途径,”Daria Siekhaus解释说。研究的第一作者Aparna Ratheesh对他们发现的活跃入侵过程感到兴奋:“巨噬细胞在细胞之间挤压。这样做,它们会强行进入一个地方并塑造周围组织。这种推动必须得到控制,导演,并导致积极的入侵。“由于TNF信号分子在脊椎动物中也起着重要作用,它们的结果可能具有超越果蝇的重要性,Siekhaus说:“在脊椎动物的发展过程中。因此,我们的结果在脊椎动物环境中也很重要。“
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