研究发现人类白细胞用“分子桨”机制游动

一份新研究发现了人类白血球细胞利用一种“分子桨”机制在液体环境内游动前进。研究发现，从对人体有益的免疫修复，到扩大伤害的癌细胞扩散，都用到这种机制。

研究者之一法国艾克斯-马赛大学(Aix-Marseille Université)的西奥多莉(Olivier Theodoly)说：“细胞自主移动的能力是了解很多生物功能的关键环节，至今我们只了解到其中部分机制。这份研究发现的信息，是免疫学和癌症研究的重要内容。”细胞移动的机制有很多种。比如精子、微型藻类和一些细菌，利用一根鞭毛形态的附加部位在各自的环境内移动。而另一些体细胞则附着在其它接触面上，靠改变细胞的形状实现“爬行”。一直以来，科学家以为白细胞就是后者类型，如果不附着在一个接触面上，便无法移动。之前一份研究发现一种名为中性粒细胞的白细胞，具有自主前进的能力，但是不明白它的具体机制。这份新研究补充了这部分认知，发现了一种全新的游动机制——既无需附着在一个接触面上，也无需改变细胞的形状，即可在液体环境中前进。研究人员将其称为“分子桨”机制。

西奥多莉说，从微观三维影像看起来，这些细胞似乎是靠形状的变化，采用蛙泳一样的姿势游动，但是仔细研究后发现不是这样，那些看起来的外观变化不足以形成前进的动力。研究人员发现，这些细胞使用存在于细胞膜和细胞外部突起组织内的肌动蛋白，让细胞的外膜产生一种像传送带一样的移动机制，不论是否附着在一个接触面上，都可以推动细胞在固体或液态环境内前进。不过，情况还不是这么简单，研究发现，细胞的外膜不是整体像传送带那样一致的运动，只有肌动蛋白产生这种运动，其它类型自由分布在细胞膜上的蛋白却对细胞的移动起到一定阻碍的作用。研究人员估计，整套机制由肌动蛋白驱动的内外机制结合才能完成。具体地说，在外部，肌动蛋白促进细胞外膜产生传送带式的运动;而在细胞内部，靠近细胞尾端的地方，一些肌动蛋白则被包裹在一个囊泡结构内，不断从细胞尾端向细胞前端循环运动着，配合外膜的运动提供足够的前进动力。而且在这个过程中，其它细胞膜蛋白则不断地与肌动蛋白分离开，不参与从尾端向前端的传输运动。西奥多莉说：“这些蛋白的过滤和传输机制，在细胞的游动过程中起到复杂的作用。我们的研究意外地把原来几乎不相干的两个领域——微观游动物理学和生物囊泡的运输机制联系了起来。”这份研究近期发表在《生物物理杂志》(Biophysical Journal)上。