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细胞迁移的过程简述

2022.7.18

细胞迁移的过程可以用右图阐明。细胞迁移是一系列生理程序的集合,接收到外界信号后(关于外界信号作用于细胞的过程,请见运动方向的确定和极化),细胞内每一个阶段都要相应的蛋白质在适当的位置被激活。这一连串的蛋白质的活化并不是同时平行进行,而是有先后顺序的。处于悬浮状态的成纤维细胞,会处于一种所谓闲逛(random walk)状态,或者被称之为处于各向同性伸展期(Isotropic spreading phase),它在不断伸出伪足后又不断将之收回,可能是要在就近一探其究竟。细胞或者是靠外界信号物质浓度梯度(请见化学趋向性),或是利用某些特定分子作为路标信号,确定前进的方向。细胞内部的分子会因应需要发生变化,一些蛋白质和离子会重新排列,显示出不均匀分布,就是出现了所谓的极性,而这个过程请见极化。

值得一提的是,细胞在前进的过程中,可以不断改变其前进的方向。在显微镜下观察大肠杆菌(Escherichia coli)寻找食物时的运动,可见细胞先向前直线移动一段时间,然后会停下来并且调整一下方向,然后又再作直线移动。如此不断反复。可见细胞内调控能力的有效和精确。

细胞极化后,细胞的前端会伸出极状足(请见细胞前端突出)。极状足伸出后,会与细胞前方的底质附著;粘着处会形成一种固定结构,名曰粘着斑(请见突出与底质的粘着)。此时,胞体主体会被牵拉向前(请见细胞体前移);最后细胞的后端与底质剥离(请见牵引尾部往前)。这样前进的4个步骤完成,并准备下一次循环。

不同的细胞,它们直线运动的速度和持续的时间是不同的。使用分子干扰技术可以很好的研究这两者。一般来说,细胞直线前进速度越慢,其保持直线运动的时间就越长,例外是鱼的上皮细胞,它能够在快速迁移的同时,显示出长时间保持直线运动的能力。


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