科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在細(xì)胞表面的粘附分子上存在一個進化保守的分子密碼，這個古老分子密碼是細(xì)胞運動和遷移的關(guān)鍵調(diào)控者。這項研究發(fā)表在一月十八日的Nature Structural and Molecular Biology雜志上。

研究顯示，這個分子密碼出現(xiàn)在生命登上陸地之前，比恐龍的年紀(jì)大得多，而它至今仍在我們體內(nèi)發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。這種古老的密碼讓我們終于能在分子水平上理解，細(xì)胞如何根據(jù)不同組織的線索對自己的遷移做出微調(diào)。

粘附受體integrin控制著細(xì)胞在不同結(jié)締組織中的運動和遷移。Turku大學(xué)Johanna Ivaska教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊，在integrin中鑒定了一個不為人知的蛋白序列。

“細(xì)胞運動是所有生命不可或缺的能力。在人類中，細(xì)胞運動對于胚胎發(fā)育、炎癥、免疫應(yīng)答、創(chuàng)傷修復(fù)等過程至關(guān)重要。在癌癥中，細(xì)胞遷移會促進癌癥的轉(zhuǎn)移和擴散，”Ivaska教授解釋道。

數(shù)十年來科學(xué)家們一直知道，人類細(xì)胞必須循環(huán)使用粘附受體才能實現(xiàn)細(xì)胞運動和遷移，但還不清楚這一過程在不同條件下的調(diào)控機制。而這項研究發(fā)現(xiàn)的分子密碼為人們揭示了受體更新的特異性。

“我們看到，這個分子密碼從史前到現(xiàn)在基本沒有什么改變，這說明它具有非常重要的生物學(xué)意義。在進化過程中，只有至關(guān)重要的生物學(xué)過程是保持不變的，”Ivaska教授說。

這項研究起始于研究生Nicola De Franceschi的生物信息學(xué)分析，他在integrin中發(fā)現(xiàn)了控制細(xì)胞運動和遷移的分子密碼。

“我們的工作首次展示了細(xì)胞特異性更新粘附分子的基礎(chǔ)，細(xì)胞通過這樣的機制在組織中移動。這個古老的機制如今仍然是人體健康的關(guān)鍵，在慢性炎癥、自身免疫疾病和一些癌癥中起作用，”Ivaska教授說。

雖然近年來癌癥治療在不斷得到改善，但有三個基本問題一直未能得到解決，比如癌癥是如何擴散的？要想治療已經(jīng)出現(xiàn)了轉(zhuǎn)移的癌癥，研究者們首先要能區(qū)分腫瘤中具有擴散能力的細(xì)胞。其次，檢測患者血液中的腫瘤細(xì)胞也很重要。因為對這些細(xì)胞進行測序、成像和比較分析，可以為人們提供癌轉(zhuǎn)移的寶貴線索。

2014年03月，Johns Hopkins大學(xué)的研究人員在美國國家科學(xué)院院刊PNAS雜志上發(fā)表文章，揭示了癌細(xì)胞在3D環(huán)境下的擴散行為。生物學(xué)家們曾經(jīng)認(rèn)為，癌細(xì)胞在機體中的擴散是一個漫無目的的緩慢過程，就像一個醉漢那樣無法一直走直線，他們將這一過程稱為隨機游走（random walk）。但這項研究顯示，這種隨機游走模型只是癌細(xì)胞在二維平面（培養(yǎng)皿）上的運動方式，并不適用于機體內(nèi)的三維空間。為此他們提出了一個新的計算模型，更好的展現(xiàn)了癌細(xì)胞在3D環(huán)境中的遷移行為。

2014年07月，倫敦大學(xué)學(xué)院的科學(xué)家們在Journal of Cell Biology雜志上揭示了細(xì)胞集體遷移的新機制。他們發(fā)現(xiàn)，侵襲性的細(xì)胞能夠轉(zhuǎn)變?yōu)轭愃埔后w的狀態(tài)，以便在機體內(nèi)的狹窄管道中前行。這一轉(zhuǎn)變由一種化學(xué)信號觸發(fā)，阻斷這樣的信號就能夠阻止癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。人們可以在此基礎(chǔ)上開發(fā)新藥物，阻止癌細(xì)胞的擴散和繼發(fā)性腫瘤的形成。