細(xì)胞運(yùn)動(dòng)向前伸出絲狀偽足(Filopodia)和板狀偽足(Lamellipodia)——這是通過(guò)肌動(dòng)蛋白微絲的分支網(wǎng)絡(luò)，或者捆綁支持的細(xì)胞質(zhì)片狀或者棍狀形成的結(jié)構(gòu)。來(lái)自斯托瓦斯醫(yī)學(xué)研究所的研究人員近期發(fā)表了題為“The Arp2/3 complex is required for lamellipodia extension and directional fibroblast cell migration”的文章，發(fā)現(xiàn)缺乏功能性偽足的細(xì)胞仍然能高效運(yùn)動(dòng)，但是卻不能再按照軌道來(lái)運(yùn)動(dòng)了。這一研究成果公布在the Journal of Cell Biology在線版上。

領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是斯托瓦斯醫(yī)學(xué)研究所的李戎教授，這位華裔女科學(xué)家的教育背景幾乎都是在數(shù)一數(shù)二的高校中完成：1988年畢業(yè)于耶魯大學(xué)，1992年加州大學(xué)舊金山分校獲得博士學(xué)位，之后到加州大學(xué)伯克利分校進(jìn)行博士后研究，1994年進(jìn)入哈佛醫(yī)學(xué)院。其研究組主要聚焦于細(xì)胞動(dòng)態(tài)的研究，曾發(fā)表多篇重要的成果，生物通也曾對(duì)其進(jìn)行過(guò)采訪：李戎研究組：我們研究的是細(xì)胞“動(dòng)態(tài)”。

對(duì)于這一最新成果，她表示，“這項(xiàng)工作證明一種稱為Arp2/3復(fù)合物的肌動(dòng)蛋白聚合因子，在肌動(dòng)蛋白纖維樹(shù)突狀排列形成方面扮演了重要角色，而后者構(gòu)成了板狀偽足的結(jié)構(gòu)骨架，并且有助于推動(dòng)細(xì)胞向前移動(dòng)。”

許多細(xì)胞類型都能在組織周圍運(yùn)動(dòng)，比如神經(jīng)細(xì)胞能遷移到最終目的地，免疫細(xì)胞則伺機(jī)捕獲侵入的病原體，成纖維細(xì)胞能被召入到傷口處，還有癌細(xì)胞能從原發(fā)腫瘤處侵襲到其它部位。這些細(xì)胞都是通過(guò)不斷修改肌動(dòng)蛋白骨架，利用肌動(dòng)蛋白纖維向前推進(jìn)。

這篇文章發(fā)現(xiàn)了Arp2/3復(fù)合物在其中扮演的關(guān)鍵角色，這是一個(gè)包含7個(gè)次單元的蛋白質(zhì)，專門(mén)調(diào)控肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架。其中Arp2與Arp3屬于肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白（Actin-Related Proteins），能對(duì)微絲進(jìn)行核化（nucleation）。整個(gè)復(fù)合體則能夠與微絲結(jié)合，并且使促使新的微絲生成。

當(dāng)存在純肌動(dòng)蛋白聚合物時(shí)，延伸主要傾向于核化，形成長(zhǎng)細(xì)纖維，定位在偽足上的Arp2/3復(fù)合物能幫助構(gòu)建肌動(dòng)蛋白纖維網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)啟動(dòng)分支過(guò)程形成偽足。“但是目前還不清楚是否Arp2/3復(fù)合物對(duì)于偽足形成是否是必需的，以及這一復(fù)合物如何影響細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的機(jī)理”，李教授說(shuō)。

研究人員采用了與之前不同的實(shí)驗(yàn)方法——之前多采用RNA干擾技術(shù)，來(lái)減少Arp2/3復(fù)合物濃度進(jìn)行分析，但這得到了相互矛盾的結(jié)論，李戎教授與她的同事則對(duì)Arp2/3復(fù)合物進(jìn)行遺傳干擾，分析成纖維細(xì)胞運(yùn)動(dòng)中Arp2/3復(fù)合物的功能。

這項(xiàng)研究首次利用敲除小鼠，以及分化小鼠胚胎干細(xì)胞來(lái)分析Arp2/3復(fù)合物在成纖維細(xì)胞運(yùn)動(dòng)中的功能。

李戎研究組曾多次獲得細(xì)胞運(yùn)動(dòng)研究的新成果，比如今年他們發(fā)表文章，發(fā)現(xiàn)了酵母中的一種酶能開(kāi)啟一種特殊機(jī)制，推動(dòng)磷脂（phospholipids）分子從細(xì)胞外翻轉(zhuǎn)到細(xì)胞內(nèi)來(lái)，而且研究人員發(fā)現(xiàn)這種精細(xì)復(fù)雜的機(jī)制不僅僅存在于酵母中，哺乳動(dòng)物也存在。這就為探索細(xì)胞極性發(fā)生的機(jī)制打開(kāi)了新的一扇窗，也將有助于解析肝臟細(xì)胞如何產(chǎn)生極性，以及在疾病中的作用機(jī)制。

這項(xiàng)研究提出了解析這一過(guò)程的一個(gè)重要機(jī)制，細(xì)胞膜內(nèi)的一種分子——Cdc42扮演了重要的調(diào)控作用，在一個(gè)非極性細(xì)胞中，Cdc42隨機(jī)的分布在細(xì)胞膜上和細(xì)胞內(nèi)，而當(dāng)被激活的時(shí)候，這一分子就會(huì)刺激細(xì)胞骨架微絲的形成，從而引導(dǎo)自由懸浮的Cdc42聚集到細(xì)胞膜上Cdc42所在之處。細(xì)胞膜上某些部分的Cdc42就比其它地方更多了，微絲就能開(kāi)啟這一過(guò)程，最終細(xì)胞會(huì)在Cdc42高濃度處進(jìn)行出芽。