爲了(le)移動，細胞必須能夠快(kuài)速改變形狀。美(měi)國研究人(rén)員(yuán)發現，細胞通(tōng)過在表面的(de)褶皺和(hé)突起中儲存額外的(de)“皮膚”來(lái)實現這(zhè)一目标。相關研究近日發表于《生物(wù)物(wù)理(lǐ)期刊》。

　　細胞膜非常柔韌，但它們隻能拉伸約3%而不破裂。有可(kě)以根據需要擴展的(de)額外褶皺表面，能允許細胞移動和(hé)分(fēn)裂，同時(shí)安全地保持細胞體積和(hé)膜的(de)完整性。

　　“這(zhè)是一種安全措施，因爲你不能拉伸細胞膜，如果它破裂，細胞就會溶解和(hé)死亡，所以細胞需要這(zhè)種儲備。”論文第一作者、北(běi)卡羅來(lái)納大(dà)學教堂山分(fēn)校博士Maryna Kapustina說，“這(zhè)些突起可(kě)以存儲大(dà)量的(de)細胞表面，并且是高(gāo)度動态的(de)，這(zhè)意味著(zhe)它們可(kě)以快(kuài)速變化(huà)，并立即在細胞周圍的(de)其他(tā)位置重建。”

　　細胞表面突起的(de)形狀和(hé)大(dà)小各不相同。有些被稱爲氣泡，是細胞表面的(de)圓形小腫塊，内部結構很少。氣泡在幾秒鐘(zhōng)内形成，幾分(fēn)鐘(zhōng)後縮小。更大(dà)的(de)突起需要更長(cháng)時(shí)間才能形成，但由于它們具有由微管和(hé)肌動蛋白等組成的(de)内部結構，因此可(kě)以維持1個(gè)多(duō)小時(shí)。

　　研究人(rén)員(yuán)使用(yòng)電子和(hé)熒光(guāng)顯微鏡觀察了(le)嵌入三維膠原蛋白基質中的(de)圓形、雪(xuě)茄形和(hé)不規則形狀的(de)細胞，這(zhè)些基質是一種膠原纖維網狀組織，其中的(de)細胞可(kě)以擠壓和(hé)遷移。他(tā)們使用(yòng)熒光(guāng)标簽捕捉了(le)細胞在幾個(gè)小時(shí)内表面動态和(hé)移動的(de)時(shí)間間隔。

　　研究小組發現，當細胞呈圓形時(shí)，它們的(de)表面粗糙而複雜(zá)，被許多(duō)微小突起覆蓋，如氣泡、微絨毛、絲狀足和(hé)褶皺。然而，當細胞持續突起時(shí)，這(zhè)些額外的(de)“皮膚”褶皺展開，它們的(de)表面變得(de)相對(duì)光(guāng)滑，尤其是突起附近的(de)區(qū)域。

　　研究人(rén)員(yuán)認爲，細胞表面“儲備”在間葉細胞和(hé)變形蟲運動中都很重要，這(zhè)是細胞運動的(de)兩種主要方式。在間葉細胞運動過程中，細胞黏附在環境表面上，然後利用(yòng)收縮力将自己推到膠原纖維之間，或者沿著(zhe)二維表面爬行。在變形蟲運動過程中(運動速度更快(kuài))，細胞不依賴于黏附，而是由更小突起的(de)快(kuài)速運動推動。

　　研究小組認爲，盡管微管的(de)确切功能尚不清楚，但它們在調節間葉細胞和(hé)變形蟲運動中細胞過剩表面方面發揮著(zhe)重要作用(yòng)。“微管可(kě)能爲細胞表面提供機械支持，或者它可(kě)能與激活細胞膜下(xià)的(de)肌動蛋白有關，從而爲穩定的(de)突起創造一個(gè)活性位點。”Kapustina說，“當沒有這(zhè)種活性部位來(lái)産生穩定的(de)突起時(shí)，細胞基本上隻會形成氣泡。”

　　相關論文信息：

　　http://doi.org/10.1016/j.bpj.2023.04.023