章鱼状触手帮助癌细胞侵入身体——对所有活细胞基本机制的新见解
癌细胞的插图
在世界上最好的镊子的帮助下，哥本哈根大学的一组研究人员揭示了所有活细胞中的一种基本机制，该机制帮助它们探索周围环境甚至侵入组织。他们的发现可能对癌症、神经系统疾病和其他许多方面的研究产生影响。
使用章鱼般的触手，一个细胞向它的目标——一种细菌——推进，就像捕食者追踪它的猎物一样。这个场景可以在自然节目中上演。相反，通过哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所的显微镜在纳米尺度上观察到这种追求。显微镜记录显示人类免疫细胞追逐然后吞噬细菌。
通过他们的新研究，丹麦研究人员团队增加了世界对细胞如何使用称为丝状伪足的章鱼状触手在我们体内移动的理解。关于细胞如何移动的这一发现从未得到解决。该研究于今天（2022 年 3 月 28 日）在著名期刊Nature Communications上发表。
“虽然细胞没有眼睛或嗅觉，但它的表面配备了超细的丝状伪足，类似于纠缠在一起的章鱼触须。这些丝状伪足帮助细胞向细菌移动，同时充当将细菌识别为猎物的感觉触角，”尼尔斯玻尔研究所实验生物物理学实验室负责人 Poul Martin Bendix 副教授解释道。
丝状伪足的机械功能可以比作橡皮筋。解开，橡皮筋没有力量。但如果你扭曲它，它就会收缩。这种扭曲和收缩的结合有助于细胞定向移动并使丝状伪足非常灵活。丹麦研究人员发现的机制似乎存在于所有活细胞中。除了癌细胞，研究丝状伪足在其他类型细胞中的重要性也很重要，例如胚胎干细胞和脑细胞，它们的发育高度依赖丝状伪足。图片来源：尼尔斯玻尔研究所/哥本哈根大学
新发现：样品免费送检服务
这一发现并不是丝状伪足充当感觉装置——这已经很成熟——而是关于它们如何旋转和机械行为，这有助于细胞移动，就像癌细胞侵入新组织时一样。
“显然，我们的结果引起了癌症研究人员的兴趣。癌细胞以其高度侵袭性而著称。而且，在检查周围环境和促进传播方面，有理由相信它们特别依赖于丝状伪足的功效。因此，可以想象，通过寻找抑制癌细胞丝状伪足的方法，可以阻止癌症的生长，”Poul Martin Bendix 副教授解释道。
出于这个原因，丹麦癌症协会研究中心的研究人员是这一发现背后团队的一员。除其他外，癌症研究人员感兴趣的是，关闭某些蛋白质的产生是否可以抑制对癌细胞丝状伪足很重要的运输机制。
细胞的引擎和割炬
根据 Poul Martin Bendix 的说法，丝状伪足的机械功能可以比作橡皮筋。解开，橡皮筋没有力量。但如果你扭曲它，它就会收缩。这种扭曲和收缩的结合有助于细胞定向移动并使丝状伪足非常灵活。
主要作者 Natascha Leijnse 说：“它们能够弯曲——如果你愿意的话，可以扭曲——以一种允许它们探索细胞周围的整个空间的方式，它们甚至可以穿透环境中的组织。”
丹麦研究人员发现的机制似乎存在于所有活细胞中。除了癌细胞，研究丝状伪足在其他类型细胞中的重要性也很重要，例如胚胎干细胞和脑细胞，它们的发育高度依赖丝状伪足。
用世界上最好的镊子研究细胞
该项目涉及 Niels Bohr 研究所的跨学科合作，负责模拟生物活性材料的研究小组的副教授 Amin Doostmohammadi 为丝状伪足行为建模做出了贡献。
“非常有趣的是，Amin Doostmohammadi 可以模拟我们通过显微镜看到的机械运动，完全独立于化学和生物细节，”Poul Martin Bendix 解释道。
该团队成功地成为第一个描述丝状伪足机械行为的人的主要原因是 NBI 拥有用于此类实验的独特设备，以及具有丰富光学镊子工作经验的熟练研究人员。当一个物体非常小的时候，机械地抓住它就变得不可能了。然而，它可以使用激光束来固定和移动，激光束的波长经过仔细校准以适应被研究的物体。这些被称为光镊。
“在 NBI，我们拥有一些世界上最好的用于生物力学研究的光学镊子。实验需要使用几个光学镊子并同时部署超精细显微镜，”Poul Martin Bendix 解释道。