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中国科大姚雪彪等人JBC新成果

2016.7.27

  细胞迁移是由微管与质膜的动态相互作用所策划的。然而,这些相互作用是如何促进这些动态过程的,仍然有待于调查。7月22日,由中国科技大学长江特聘教授姚雪彪、北京中医药大学丁霞博士为首的一个研究小组,在国际学术期刊《Journal of Biological Chemistry》发表题为“Microtubule plus-end tracking protein TIP150 interacts with cortactin to steer directional cell migration”的学术成果,对这个问题进行了探讨。

  细胞迁移是一种重要的生理学功能,在许多生物学过程中受到严格的调控,包括发育、组织重塑、伤口愈合和肿瘤转移。这些过程需要肌动蛋白微丝和微管之间的动态重组协调。皮动蛋白(CTN)是一种含有多结构域的支架蛋白,是由一个N末端酸性(NTA)结构域、六个半串联重复序列、一个螺旋状、一个富含蛋白质的区域和C末端一个Src同源(SH3)结构域组成。CTN是一个重要的支架蛋白,可促进肌动蛋白细胞骨架的聚合和重排。在功能上,CTN分布在凸起和前缘,对于细胞间粘附和细胞扩散所调控的细胞迁移来说,是必不可少的。重要的是,CTN在酪氨酸残基被磷酸化,响应生长因子受体,这调节着细胞的迁移。

  微管是细胞骨架的三大组成部分之一,对于维护迁移细胞的物理和塑性特征是必需的。微管的正端延伸到细胞周围区域,在生长期和缩短期之间动态地切换。控制细胞迁移的细胞骨架相互作用,是由促进微管相关蛋白(MAPs)动态调控的机制介导的。以前的研究表明,MAPs依赖性调控途径,通过刺激迁移细胞前缘的肌动蛋白聚合,而控制着细胞的迁移,并通过调节动态的细胞粘附特性,调节黏着复合物的稳定和分解。

  着斑复合物在细胞外是通过与胞外基质(ECM)的结合而被启动的,在那里它们将ECM连接到肌动蛋白细胞骨架,并提高细胞迁移所需的锚点。迁移的细胞可组织一种动态的ECM,根据ECM刚度激活原癌基因酪氨酸蛋白激酶Src,并协调各种细胞器动力学。一组MAPs可调节微管动力学,并在细胞内通过它们在微管正端的定位而相互作用,这被称为微管正端跟踪蛋白(+TIPs)。

  该研究小组早期的研究表明,TIP150是一种基于EB1的微管正端跟踪蛋白,在细胞分裂期间对于精确的微管-着丝粒附着是必不可少的。最近该研究小组发现,在化疗期间TIP150对于动态的微管-质膜相互作用是必需的。微管正端与细胞皮层的结合,对于定向的细胞迁移是必需的。然而,TIP150在细胞迁移中的功能性和机械作用,仍然不明确。

  在这项研究中,研究人员发现,TIP150通过其C末端富含脯氨酸的区域(CT150),与肌动蛋白结合蛋白CTN有着直接的关联。有趣的是,CT150可与CTN的SH3结构域联合,这种相互作用是由CTN的EGF引起的酪氨酸磷酸化负向调控的。此外,无论是TIP150还是CTN的抑制,都会抑制定向的细胞迁移。利用一种膜渗透性肽CT150扰乱TIP150-CTN相互作用,可抑制细胞的迁移。因此,这些研究表明,TIP150-CTN相互作用可通过将动态的微管正端与皮质的细胞骨架联系起来,而精心策划定向的细胞迁移。

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