細胞形狀信息可通過張力非依賴性機制轉導

大家好，本周我分享的文章是發表在Nature Communications上的文章。文章通訊作者是美國哥倫比亞大學James C. Hone和美國西奈山伊坎醫學院Ravi Lyengar兩位教授，前者主要研究納米材料及應用，後者主要研究細胞信號轉導。

細胞的形狀受到機械力傳導、細胞外基質、化學信號等多方面調控，那麼反過來，細胞的形狀是不是也可以作為一種獨立的、張力非依賴的的信號來調控細胞表型呢?

作者以人類腎臟足細胞為研究對象，使用微型製造技術構建三種3-D單細胞微環境從而限制細胞形狀。利用定量免疫熒光技術，作者發現裂孔隔膜關鍵蛋白(slit diaphragm)、肌動捆綁有關的蛋白(actin-bundling-related)的含量和定位與細胞形狀有顯著關係。整合素β3蛋白在其中起到重要作用。如果將β3蛋白封閉，則定位於足突的Nephrin等蛋白含量降低，並不具有定位作用，其對照組β1蛋白並無此作用。若使用張力抑製劑Blebbistatin，可以發現上述特徵蛋白的定位作用仍然存在，而負對照組呈現明顯變化。這表明細胞形狀是張力非依賴的調控方式。

作者使用張力調控的纖維原細胞，對其進行整合素β3封閉，發現張力調節的vimentin並無明顯改變，而是用張力抑製劑Blebbistatin，發現其含量和定位出現顯著變化，這進一步表明細胞形狀信息的張力非依賴性。

作者利用差異蛋白質組學的方法，發現整合素β3蛋白通過ezrin–radixin–moesinfamily（ERM）調控，最後結合模型分析和前人發現，提出了細胞形狀的調節網路。

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