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我们竟是由无数触手怪组成的!可能藏着癌症入侵的秘密机制

文章来自:旅知一二
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发布时间:2022-03-29 11:48:16
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▎药明康德内容团队编辑

想象一下,此时此刻你身体里不计其数的细胞正伸出触手在进行探索、移动甚至穿越组织,是不是觉得心头一紧。这些触手就如同章鱼的一样,四面八方地开展行动,直到确认可以完成自己所需的任务为止。

这类细胞触手有着一个通用的名字叫丝状伪足,被认为普遍存在于各种类型的细胞中。丝状伪足对于细胞发育和迁徙有很大作用,像神经细胞中的丝状伪足就有着非常特殊的形态,它们对于树突和轴突的形成和功能有重要作用。

“即使细胞没有五官,但这些超级细微的丝状伪足可以帮助它们感知环境,识别细菌等外来物,”哥本哈根大学的生物物理学教授Poul Martin Bendix表示,但是如果他还告诉你这些触手能够卷曲、旋转,你是不是对细胞的超凡能力更加惊讶了。

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▲丝状伪足对细胞的存活和发育非常重要

最近,Bendix教授和同事发表在《自然-通讯》的新研究揭示了丝状伪足的这一奇特性质。研究中遇到的最大困难便是丝状伪足的尺度非常小,想要用机械工具固定住它来观察会非常困难。

为此,Bendix教授找到了专业负责模拟生物活性材料的Amin Doostmohammadi教授,后者团队有着丰富的光学镊子操作经验,他们通过激光束来固定和移动丝状伪足,在搭配超精细化水平的显微镜条件下,研究团队就能追踪这些小触手的变化,并对它们的行为进行建模。

我们竟是由无数触手怪组成的!可能藏着癌症入侵的秘密机制

研究团队根据观察和建模得到的结果,将丝装伪足的机械功能比作成了橡皮筋。在松弛状态下,橡皮筋是没有产生力的,但是一旦你弯曲或者旋转扭曲橡皮筋,那么它就会产生收缩力。这种情况与丝状伪足是一样的,它们也可以通过这种扭曲和收缩的结合方式,帮助细胞朝特定方向产生移动力,并且在移动过程中保持灵活性。

“无论是弯曲还是扭曲,细胞会以一种允许它们探索周围整个空间的方式来活动,它们甚至还可以以此穿过组织,” 研究的主要作者Natascha Leijnse表示,这一点让研究者首先想到的就是癌细胞。

我们竟是由无数触手怪组成的!可能藏着癌症入侵的秘密机制

▲丝状伪足可以扭曲、旋转,以此来帮助细胞发挥功能

癌细胞有着高度侵入性,它们会想方设法地完成克隆生长,再进行癌转移。这两个事件都离不开强大的组织入侵能力,研究团队认为癌细胞的这种特性离不开丝状伪足的帮助,它们的扭曲能力可能会异常强大,这样才能更好地穿过组织,“通过寻找抑制癌细胞丝状伪足的方法,我们或许就能抑制癌症进展。”Bendix教授表示。未来,他们想看看阻止哪些蛋白的表达可以抑制丝状伪足的功能。

当然,除了办坏事的癌细胞,身体中许多发挥重要功能的细胞同样会需要借助丝状伪足发挥功能,例如胚胎干细胞和大脑细胞,研究发现这类细胞的发育高度依赖丝状伪足。而研究还观察到免疫细胞正借助丝状伪足追踪和吞噬细菌,这种触手展开的画面正在我们体内上演……

参考资料:

Octopus-like tentacles help cancer cells invade the body。 Retrieved Mar 28th, 2022 from https://

Filopodia rotate and coil by actively generating twist in their actin shaft。 Nature communication, DOI: 10.1038/s41467-022-28961-x。