2022-03-29 15:23

章鱼状的触手帮助癌细胞侵入身体

Octopus-like tentacles help cancer cells invade the body

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的基本机制,帮助它们探索周围环境,甚至入侵组织。他们的发现可能会对癌症、神经系统紊乱和更多的研究产生影响。

利用章鱼般的触须,一个细胞向它的目标——一个细菌——推进,就像一个捕食者追踪它的猎物。这一幕可能会在自然节目中上演。相反,哥本哈根大学的尼尔斯波尔研究所正在通过显微镜在纳米尺度上观察这种追求。显微镜记录显示一个人类免疫细胞追逐并吞噬一个细菌。

丹麦的一个研究小组通过他们的新研究,加深了世界对细胞如何利用章鱼状触手——丝状足虫——在我们体内移动的理解。这个关于细胞如何运动的发现一直没有得到解决。这项研究今天发表在《自然通讯》杂志上。

虽然这种细胞没有眼睛或嗅觉,但它的表面装有超薄的丝状伪足,类似于缠绕在一起的章鱼触手。这些丝状伪足帮助细胞接近细菌,与此同时,作为感官感官,识别细菌为猎物,”副教授保罗·马丁·本迪克斯解释说,他是尼尔斯·玻尔研究所实验生物物理学实验室的负责人。

这一发现并不是说丝状伪足是一种已经被证实的感觉装置,而是说当癌细胞侵入新组织时,丝状伪足可以帮助细胞旋转和机械运动。

“显然,我们的研究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,有理由相信,它们特别依赖于丝状伪足的功效,以检查它们的环境和促进它们的传播。因此,可以想象,通过找到抑制癌细胞丝状伪足的方法,癌症的生长可以停止,”副教授保罗·马丁·本迪克斯解释说。

出于这个原因,来自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部分。在其他方面,癌症研究人员感兴趣的是,关闭某些蛋白质的生产是否可以抑制对癌细胞丝状伪足很重要的运输机制。

电池的引擎和切割炬

根据保尔·马丁·本迪克斯的说法,丝状伪足的机械功能可以比作一根橡皮筋。如果橡皮筋没有扭曲,它就没有力量。但如果你扭它,它就会收缩。这种扭转和收缩的结合有助于细胞定向移动,使丝状伪足非常灵活。

“如果你愿意的话,它们可以弯曲扭曲——以一种允许它们探索细胞周围整个空间的方式,它们甚至可以穿透周围环境中的组织,”主要作者娜塔莎·莱伊森(natasha Leijnse)说。

丹麦研究人员发现的这种机制似乎存在于所有活细胞中。除癌细胞外,丝状伪足在其他类型细胞中的重要性也与研究相关,如胚胎干细胞和脑细胞,这些细胞的发育高度依赖于丝状伪足。

用世界上最好的镊子研究细胞

这个项目涉及到尼尔斯波尔研究所的跨学科合作,那里的副教授Amin Doostmohammadi领导了一个模拟生物活性材料的研究小组,他对丝状伪足行为的建模做出了贡献。

保罗·马丁·本迪克斯解释说:“非常有趣的是,阿明·杜斯特穆罕默迪可以完全独立于化学和生物细节,模拟我们在显微镜下看到的机械运动。”

该团队能够成为第一个描述丝状伪足力学行为的团队的主要原因是,NBI拥有用于这类实验的独特设备,以及拥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,机械地抓住它是不可能的。然而,它可以用一束波长精确校准到被研究对象的激光束来持有和移动。这叫做光镊。

“在NBI,我们有一些世界上最好的光镊用于生物力学研究。该实验需要使用多个光学镊子,并同时部署超细显微镜。”Poul Martin Bendix解释道。

NBI技术科学家尤尼斯·马来西亚房价巴鲁吉(Younes Barooji)与保罗·马丁·本迪克斯(Poul Martin Bendix)和助理教授娜塔莎·莱因瑟(natasha Leijnse)一起领导了这项研究。关于细胞丝状伪足的文章今天发表在《自然通讯》上。