白细胞:在人生的岔路口上,我总是选最轻松的那条路

作者: 窗敲雨

来源: 果壳

发布日期: 2019-04-15

本文探讨了白细胞在人体内如何通过复杂的组织迷宫,以及它们如何选择最轻松的路径。研究发现,白细胞会用细胞核作为“尺子”来丈量缝隙的宽窄,并选择最容易通过的宽缝隙。这一机制不仅解释了白细胞的高效移动,还可能为理解恶性肿瘤细胞的迁移提供新的视角。

谁是最擅长走迷宫的细胞?在这个问题上,白细胞必须拥有姓名。这是一些在实验室人造迷宫里穿行的白细胞(中性粒细胞),吸引它们向终点前进的是一种趋化因子。而在人体内,这些细胞面对的其实是更加错综复杂的“迷宫”,而且还是三维的。很多组织细胞可能一辈子都只是安静地待在原地,但免疫细胞们生来就要四处奔波。

白细胞们要在化学信号的召唤下,钻进受感染的组织来发挥作用,但只是“到达任务地点”就已经是相当有挑战的任务了。人体组织总是挤满了细胞和细胞外基质,就像一个错综复杂的三维迷宫。这里没有任何大路,只能从狭窄的缝隙中间挤过去。化学信号指引了前进的大方向,而具体怎么走就得免疫细胞自己选择了。而白细胞们真的很擅长这件事。它们擅长变形运动,前进速度惊人地快,而且在穿行时完全不会损伤周围的组织。

在又窄又崎岖的组织缝隙里如何保持高效移动?最近在《自然》发表的一项研究发现了部分答案:这些白细胞会用“尺子”丈量缝隙的宽窄,并选择最容易通过的宽缝隙来走。而这把“尺子”就是它们自己的细胞核。在实验中,研究者在树突细胞(另一种白细胞)面前放了一条有四个选项的岔路口,每条“路”宽度都不一样。结果,在一番探索之后,多数细胞都选了最宽、阻力最小的路来走。

这些细胞并非钻不过更窄的缝隙,但只要有得选,它们总是倾向于从最轻松的地方走。在用中性粒细胞和T细胞进行的测试中,也出现了类似的规律。在对细胞核进行标记之后,研究者发现这些细胞会用自己的细胞核在不同的岔路之间“试探”,以此决定道路的选择。而当缝隙比细胞核更宽时,细胞就无法区分它们了。用细胞核当“尺子”也很合理,毕竟细胞核是它们钻缝时最容易卡住的部分,如果受损后果也更严重。

在决定了走哪条岔路之后,细胞们还得把伸进了其他岔路的部分收回来,避免在前进时把自己扯成好几瓣,这个过程是由微管控制的。除了了解免疫细胞的运动机制,研究者认为这些结果或许也可以用来解释恶性肿瘤细胞的迁移,并帮助人们发现阻止它们的方法。

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