科学进展:科学家阐明连接细胞的隧道纳米管的形成机制

资料来源：科技部生物中心，2022-04-29 15336015

近日，韩国浦项科技大学研究团队在《SCIENCE ADVANCES》发表了一篇文章。

细胞间的通讯和物质交换是多细胞生物发育、组织修复和细胞存活的重要环节。最近发现细胞之间连接有隧道纳米管(tunneling nanotubes，TNTs)，可用于远距离通讯。TNTs是细胞间的长距离物理连接，可以实现相连细胞间的长距离定向通信。研究表明，不同细胞之间在结构、形成机制和功能特征方面存在相当大的差异。其主要功能是介导广泛的细胞间物质交换，包括各种信号分子、RNA、蛋白质、细胞器甚至病原体，在生理和病理过程中发挥重要作用。TNTs存在于各种细胞类型中，尤其是神经元和神经胶质细胞，已引起广泛关注。神经元之间或神经元与星形胶质细胞之间形成的TNT可以通过传导偶联，也参与与神经退行性疾病相关的疾病蛋白质的转移和/或传播，然后在神经中。

连接细胞的隧道纳米管(TNTs)被认为是细胞间长距离传输和运输的重要方式。它们的结构可以延伸几十微米，并保持牢固几个小时，但这种精细结构的形成机制尚不清楚。

近日，韩国浦项科技大学的研究团队在《SCIENCE ADVANCES》发表了一篇题为《通过机械变形形成蜂窝状闭端隧穿纳米管》的文章，阐明了TNTs的形成机制。

连接不同细胞的单纤维脚桥(SFB)被称为TNTs。丝状伪足上细胞粘附分子的细胞间相互作用维持了连接细胞的双丝足桥(DFB)。双丝状体桥是由两个丝状体通过DFB的螺旋变形发生物理接触而产生的。研究小组利用实时荧光显微镜和超分辨率荧光显微镜观察TNTs的形成过程，发现TNTs是从DFB发展起来的。当一个DFB的末端通过细胞间钙粘蛋白-钙粘蛋白相互作用牢固附着时，DFB变为闭合的TNTs，这很可能是由于扭曲的DFB中积累的机械能破坏了两个丝状伪足的粘附。研究小组通过DFB的螺旋变形开发了TNT的物理模型，并通过测量其弹性特性和计算机辅助模拟进行了验证。

这些研究揭示了TNTs的形成机制和DFB独特的纳米结构信息，这些信息在TNTs连接细胞的形成中起着关键作用。TNTs可能在人类疾病与发育中细胞的长距离通讯中发挥重要作用，阐明TNTs的形成机制将为人类疾病的进一步研究提供新思路。

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