Johns Hopkins大學(xué)的研究人員繞過細(xì)胞感知環(huán)境和應(yīng)答的通常途徑，使用微小的合成分子成功引導(dǎo)了細(xì)胞的運動。細(xì)胞運動涉及了生命過程的方方面面，從發(fā)育、免疫到癌擴散，而這項開拓性的實驗為研究細(xì)胞運動提供了新工具。

“我們用足夠小的合成分子進入細(xì)胞，激活了控制細(xì)胞運動的化學(xué)反應(yīng)，繞過了這一反應(yīng)通常所需的絕大多數(shù)步驟，”Johns Hopkins大學(xué)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞工程研究所的Andre Levchenko教授說。

研究人員由此得到了能體現(xiàn)重要基礎(chǔ)細(xì)胞過程的新模型，有助于加深對細(xì)胞運動的了解，細(xì)胞運動在癌癥發(fā)展和免疫應(yīng)答過程中非常關(guān)鍵。該文章發(fā)表在近期的美國國家科學(xué)院院刊PNAS上。

就像細(xì)菌在水滴中扭動一樣，許多人類細(xì)胞也能運動，例如在皮膚中巡查并進行修復(fù)的成纖維細(xì)胞、涌向感染位點的免疫細(xì)胞、以及在發(fā)育過程中長途旅行的神經(jīng)細(xì)胞。此外，腫瘤細(xì)胞要擴散轉(zhuǎn)移，也必須解離出來移動到機體的其他部分。

由于其在癌癥和免疫中的重要作用，上述細(xì)胞之舞是目前的研究熱點，Levchenko說。然而，研究刺激細(xì)胞運動的天然過程并不容易，在這一過程中信號蛋白與細(xì)胞表面的受體分子結(jié)合，啟動一系列復(fù)雜的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，將細(xì)胞推向特定的方向。此外，細(xì)胞依據(jù)細(xì)胞兩邊信號濃度的差異決定移動路線，要人為對細(xì)胞兩邊施加不同刺激比較困難，因為細(xì)胞實在太小了。

為此研究人員開發(fā)了一種新方法，他們采用能夠穿透細(xì)胞膜進入細(xì)胞的小分子。該分子進入細(xì)胞后，就會與兩個稍有修飾的蛋白結(jié)合，進入刺激細(xì)胞運動的網(wǎng)絡(luò)。這三個分子所形成的復(fù)合體能夠觸發(fā)關(guān)鍵蛋白Rac，而Rac正位于細(xì)胞運動鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的中段。研究人員可以通過分析酶的激活情況，判斷相關(guān)酶處在Rac的上游還是下游。

要引導(dǎo)細(xì)胞的運動方向，就要給合成分子建立適當(dāng)?shù)臐舛忍荻?。為此，研究人員構(gòu)建了一個硅芯片，其上分布著微小的液體管道。他們向管道中充入含有合成分子的溶液，并將人類細(xì)胞置于其上，就能夠給細(xì)胞一邊施以更多刺激，誘使細(xì)胞向指定方向移動。

“合成分子和微流體設(shè)備都從未這樣用過，而研究結(jié)果超出了我們的預(yù)期，” Levchenko說?！凹?xì)胞產(chǎn)生了強烈的應(yīng)答，不僅向我們指定的方向移動，還改變了形態(tài)?！?/SPAN>

這項研究不僅為人們提供了進行細(xì)胞運動研究的有力工具，也是合成生物學(xué)這一新興領(lǐng)域的進步?！叭绻芯咳藛T希望培養(yǎng)組織用于移植，那么細(xì)胞遷移和聚集的線索就很重要，” Levchenko說。