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吴聪颖课题组报道高尔基微管调控单细胞趋硬性迁移

发布日期:2021-02-10    浏览次数:

 

 


     2021年2月9日,北京大学基础医学院系统生物医学研究所吴聪颖课题组在EMBO Reports在线发表文章“The Golgi microtubules regulate single cell durotaxis”, 揭示了高尔基微管这一特殊的微管组分在单细胞趋硬性迁移中的重要作用和调控机制。

 

定向迁移是细胞运动的关键形式,也是对外界环境和信号的重要应答。细胞不仅响应外界环境中的化学信号,也能感知和传导力学刺激。细胞会受基底机械性质的影响进行趋硬性迁移(durotaxis),但其中的机制尚不明确。

研究人员首先通过微流控和光交联体系建立了具有硬度梯度的聚丙烯酰胺凝胶体系。利用这一体系,研究者发现破坏微管骨架而非分枝状微丝会使单细胞迁移的趋硬性丧失。进一步对不同微管群体的研究发现,中心体微管不影响细胞的趋硬性迁移,而破坏高尔基微管后细胞的趋硬性迁移能力丧失。

研究人员同时标记了微管末端与黏着斑,通过活细胞成像和高通量图像分析发现,破坏高尔基微管会使微管末端与黏着斑的接触频率明显减少。同时,高尔基微管缺失后,黏着斑总量与动态并无变化,但面积增加且聚合与解聚速率降低。以上结果揭示了高尔基微管特异性地接触黏着斑并调控其动态,而这一过程可能在趋硬性迁移中扮演重要的角色。最后研究人员通过建立具有局部高硬度的基底体系,捕捉细胞由软基底向硬基底的转向过程,发现高尔基体具有力学响应的特征,高尔基体-细胞核的极性定位对高尔基微管排布和细胞迁移的方向性可能起到重要作用。综上所述,本研究提出了一种调控单细胞趋硬性迁移的高尔基体-高尔基微管-黏着斑模式,在硬度梯度基底上,高尔基体形成朝向前部的极性定位,同时高尔基微管末端接触黏着斑并调节其动态,确保细胞进行趋硬性迁移。


       北京大学基础医学院容颖雪博士和杨文忠博士研究生为论文的共同第一作者。北京大学系统生物医学研究所吴聪颖研究员为本文通讯作者。该工作还受到武汉大学刘郑教授、清华大学李博副教授和北京大学孙育杰教授等的支持与合作。本研究受到国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助。

 

原文链接:https://www.embopress.org/doi/10.15252/embr.202051094