细胞足病 了解细胞如何形成足部

由新加坡国立大学机械生物学研究所Alexander Bershadsky教授和伦敦国王学院Gareth E Jones教授的实验室研究人员进行的一项研究表明，一种名为Arf1的蛋白质在podosome中发挥作用。通过调节细胞骨架内肌球蛋白-II的组装形成。该研究于2016年12月发表在“细胞生物学杂志”上。

podosome形成的分子参与者

有些细胞一直在移动。例如，我们的免疫系统细胞只有在能够追踪潜在有害细菌或病毒的情况下才能保护我们的身体。这意味着穿过或到达组织和器官的深处，到达感染部位。

为了帮助他们通过组织运动，这些细胞已经进化出可以被认为是“细胞足”的结构。被称为小体的这些突起，其每个细胞可以有大约一百个，与围绕所有细胞的材料(细胞外基质)接触，并分泌降解它的蛋白质。这个动作有助于移动的细胞通过组织跋涉，否则组织由不可穿透的基质层和紧密堆积的细胞组成。在癌细胞中，通常存在扩大的小体(称为invadopodia)，并且这些参与癌细胞侵袭和转移的过程。

就像我们自己的肢体一样，podosomes由物理支持和促进它们组装，生长和运动的系统组成。这些细胞肢体的核心是细胞骨架 - 基于蛋白质的电缆或细丝网络，为细胞提供结构支撑，同时动态修改以产生细胞运动所需的力。构成这些细丝的主要蛋白质被称为肌动蛋白。

尽管podosomes在免疫中具有重要性，但控制podosome形成的细胞机制尚不清楚。为了更好地理解这些机制，该团队采用超分辨率显微镜观察和描述了podosome形成过程中发生的分子步骤。

当在超分辨率显微镜下观察形成小体的细胞时，小体可以看作被环包围的点。在细胞表面下发现了这些结构。发现该点对应于由肌动蛋白丝制成的细胞骨架核心。肌动蛋白核心周围的环由参与形成细胞 - 基质接触的特殊蛋白质组成，例如踝蛋白，桩蛋白和纽蛋白。有趣的是，以这种方式观察细胞还揭示了一种叫做Arf1的蛋白质，它可以作为响应来自细胞外的信号激活或停用细胞过程的开关。以前，人们认为这种分子开关只能控制细胞内物质的运输。然而，研究人员现在可以看到Arf1也与podosome环共定位。

在这一系列调查之后，该团队继续发现从细胞中去除Arf1使它们无法形成podosomes。在这种情况下，Arf1控制参与细胞骨架形成的蛋白质。发现直接受到Arf1s存在于podosomes中的一种蛋白质是肌球蛋白-II，一种赋予细胞骨架收缩性的蛋白质。重要的是，在小体的细胞骨架核心中未发现肌球蛋白-II，但是在外周发现了肌球蛋白-II。当Arf1减少时，肌球蛋白-II增加，表明该分子开关控制该区域存在多少神秘蛋白，因为过多会阻止小体形成。

从这项研究中，研究人员推测Arf1通过抑制细胞骨架中肌球蛋白-II的活性来调节podosomes的形成。Arf1和肌球蛋白-II在podosome形成中的作用(以前未知)为我们理解细胞(包括免疫系统细胞)如何穿过组织提供了有价值的见解。通常在癌细胞中发现较大的小体样结构，这些知识也揭示了一些细胞如何以及为什么能够在体内扩散，侵入组织并形成肿瘤。通过靶向Arf1，希望可以调节细胞迁移，侵袭和基质降解的过程，这些都是癌症发病的关键步骤。