细胞信号运动的图像

最新一期《Biochemical and Biophysical Research Communications (BBRC)》杂志报道，加州大学圣地牙哥分校生物工程研究人员公布了关键信号携带蛋白paxillin从信息网络中心出发，沿细胞表面朝细胞核运动的视频录像。

BBRC文章高级作者、UCSD Jacobs工程学院生物工程教授Shu Chien说，细胞并不像我们想象的那么简单，我们甚至不知道这些驱动细胞运动的分子之间的所有相互作用。Chien与文章共同作者Ying-Li Hu通过显微镜检测活细胞，记录红色荧光蛋白标记的paxillin分子沿着绿色荧光标记的细胞骨架轨道运动的过程。即便没有录像证据，研究人员在过去的 10年中业已证实高等有机物利用paxillin作为各级生长因子受体向核传递的运输递质和基因表达信号。

由于paxillin故障与许多癌症、肿瘤转移以及其它疾病过程有关，癌症研究人员一直乐衷于弄清paxillin的多种相互作用。诱发肿瘤的信号分子可能依附于paxillin，扰乱控制增生和细胞生长所需的正常粘附和生长因子信号传递步骤。比如，会引发子宫癌的人类刺瘤病毒（papilloma virus）生产一种蛋白，与paxillin结合辅助性传播病毒的致癌潜力。

Chien和Hu最近获得母牛动脉内膜衬里细胞，向牛动脉内皮细胞添加红色和绿色荧光标记的遗传工程蛋白，将之培养在组织培养基中，并拍摄其在模拟血流中使液体穿过细胞膜的过程。在物理刺激下，paxillin运动的方向与液体流动的方向一致。Paxillin主要存在于局部粘附区（focal adhesions），忙于围绕细胞质膜的活性离散。局部粘附区是富含生长因子受体的区域，将胞外世界与组成细胞骨架的肌动蛋白微丝和微管联系起来的结构性附着点。 

牛大动脉内皮细胞的延时成像揭示paxillin （橘红）和肌动蛋白丝一前一后，向细胞核运动

研究人员发现Paxillin是许多信号和结构蛋白的系泊位点，但需要染料标记 Paxillin和对固定在载玻片上的细胞着色才能肉眼观察。这些固定细胞的快照不能反应Paxillin的运动。Chien说，现在利用新的荧光标记和活细胞录像显微镜能否观察Paxillin和其它蛋白在细胞内的运动。Chien与Hu的双色标记技术揭示了红色标记的Paxillin与绿色标记的肌丝有关。Paxillin或者沿着肌丝滑动或者被肌丝拖动。Chien与Hu还发现Paxillin本身在细胞质中形成长的纤维状结构。肌动蛋白离开， Paxillin不再运动，其纤维状结构消失。

Paxillin和肌丝共同运动为我们研究Paxillin从细胞的一个区域（如外周）向另一个区域（如细胞核）传递信息提供了参考，虽然整个情况比我们之前所能预料的还要复杂。Chien等曾报道Paxillin能够快速聚合和解聚，推测细胞通过在运动方向上聚合新的局部粘附位点，在反方向上解聚局部粘附位点而移动。研究人员应用荧光标记技术对局部粘附处的许多其它主要信号传递和结构蛋白进行了研究。Chien说我们把所有这些事情整合在一起，会更加清楚细胞的迁移和信号传递功能。了解这些过程的细节，就不仅能够知道正常细胞的功能，而且可以在患病细胞中寻找细胞运动异常或者传递错误信息的原因。