Science：细胞核就像一把尺子，可调剂细胞对拥堵空间的反响

2020年10月20日讯/100医药网BIOON/---人体是一个拥堵的处所。在肿瘤构成进程中，当对细胞发展和增殖的调理掉效时，这种拥堵的情形就变得加倍严重。在拥堵的情况中处置空间缺乏的成绩，给细胞带来了挑衅。关于免疫细胞来说尤其如斯，它们的义务是在组织中巡查，这会招致它们在挪动时阅历急性和继续的变形。虽然自19世纪以来，组织拥堵的变更和相干的细胞外形改动已被病理学家称为早期肿瘤的症结诊断特点，但这些改动对癌症和免疫细胞生物学的影响仍不清晰。此外，细胞能否能检测到并顺应性地应对拥堵空间中的变形还不得而知。

在一项新的研讨中，为了测试细胞具有检测和应对情况惹起的它们的外形产生变更的才能的假定，来自来自奥天时、英国、法国、瑞士、俄罗斯和美国的研讨人员构建出人工微情况，用于模仿肿瘤细胞和免疫细胞在拥堵的组织中阅历的情况。经过联合静态限制、力测量和活细胞成像，他们可以定量肯定细胞在它们的外形遭到准确掌握的物理扰动时所作出的反响。相干研讨成果揭橥在2020年10月16日的Science期刊上，论文题目为“The nucleus acts as a ruler tailoring cell responses to spatial constraints”。

图片来自Science, 2020, doi:10.1126/science.aba2894。 这些研讨人员的研讨成果显示，虽然细胞对紧缩力具有惊人的抵御才能，然则当它们在特定高度下变形时，它们会监测本身的外形，并发生积极的膨胀反响。值得留意的是，他们发明，这是经过细胞监测它的最年夜外部区室---细胞核---的变形来完成的。他们肯定细胞核为细胞供给了一个准确测量它的变形水平的办法。一旦细胞挤压超越了细胞核的尺寸，这就会惹起界限核膜（bounding nuclear envelope）的睁开和伸展。当核膜到达完整睁开的形态时，膨胀反响就开端了。核膜及其膜的机械形态的改变许可从外部膜贮存中释放钙，并激活钙依附性磷脂酶cPLA2。已知cPLA2作为核膜张力的分子传感器起感化，并且也是旌旗灯号转导和代谢的症结调理因子。激活的cPLA2催化一种称为花生四烯酸（arachidonic acid）的Ω6脂肪酸的构成，而花生四烯酸除触发其他进程外，还能加强肌球卵白II的三磷酸腺苷酶活性。这引诱肌球卵白皮层（actomyosin cortex）的膨胀性，发生推力来抵御物理挤压，并在“回避反射”机制中敏捷将细胞挤出它地点的拥堵的微情况。

固然细胞核传统上被以为是一个主动的遗传物资仓库，然则这项新的研讨将它肯定为一个自动的区室，它能敏捷地将机械输出转化为旌旗灯号输入，而且它的膜在这种传感功效中起着症结感化。细胞核可以经过发生一种用来改动细胞行动的旌旗灯号来检测和应对情况施加的挤压。这种景象在确保细胞（比方肿瘤中的免疫细胞）可以顺应、存活并无效地在拥堵和机械异质的微情况中挪动方面发扬了症结感化。表征细胞核挤压激发的全体旌旗灯号有能够说明细胞对其机械情况的旌旗灯号转导、表不雅遗传顺应和代谢顺应的机制，这也是将来研讨的一个令人高兴的偏向。（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

1.A. J. Lomakin et al.. Science, 2020, doi:10.1126/science.aba2894.

2.Zhouyang Shen et al. . Science, 2020, doi:10.1126/science.abe3881.