很多有趣的科学发现,似乎是上帝巧妙的安排。融化的巧克力诞生出微波炉,湿冷的夏天让弗莱明发现青霉素,屏幕上的骨骼暗示出 X 光的妙用……迁移体(migrasome),也是源于清华大学生命科学学院俞立实验室偶然的发现。
近期,Novus Biologicals® 独家专访了俞立博士,下面跟随我们,一起了解关于迁移体这个新细胞器的故事。
迁移体:细胞器家族新成员
2010 年,潜心研究自噬相关项目的俞立博士在收集透射电子显微镜(TEM)图像时,第一次观察到带有管腔小泡的胞外大囊泡。当他注意到这些「石榴状」的结构后,就开始有意识地在 TEM 中寻找它们。很快他便意识到这些结构的特别,并开启了深入研究的历程。
首先,俞立博士团队分离纯化了「石榴状」结构,随后使用质谱来鉴定结构上富含的蛋白质。很快他们发现 Tspan4(Tetraspanin-4)在其中高度表达。以 Tspan4-GFP 为标记,他们使用活细胞成像技术快速观察了该结构的形成。由于该结构的形成依赖于细胞迁移,因而被命名为「迁移体」。
迁移体在行动!迁移胞吐作用(Migracytosis)是通过迁移体实现的细胞迁移依赖性的细胞内容物释放机制。由俞立博士实验室提供。
随着迁移细胞的移动,其后留下了长长的管状线条,称之为「收缩纤维」,大量的迁移体就在收缩纤维的尖端和交叉点上。在细胞迁移过程中,胞体持续地向迁移体中运输胞内物质。最后,收缩纤维断裂,迁移体被释放,继而被细胞外空间或周围的细胞所摄取,暗示迁移体可能介导细胞-细胞之间的通讯。
研究人员证实,迁移体的形成依赖于细胞迁移和肌动蛋白的聚合作用。他们将这种细胞迁移依赖性的细胞内容物释放机制命名为「migracytosis」,即迁移胞吐作用[1]。
那么,如何鉴定迁移体呢?正如上文所述,最初发现的迁移体标志物为 TSPAN4,它同时表达于迁移体和收缩纤维上。后来发现迁移体富含整合素,而其在收缩纤维上仅有少量表达,可作为迁移体特异性的标志物。同时,整合素能介导迁移体与细胞外基质的黏附[2]。
同样是细胞外囊泡,迁移体和外泌体有何区别
❖ 关于这个问题,俞立博士给大家答疑解惑:
首先,迁移体不能属于严格意义上的细胞外囊泡。虽然脱离细胞的迁移体肯定是一种胞外囊泡,但是迁移体的许多功能是在他们脱离细胞体之前完成的。这就是其认为迁移体是细胞器而不是一种细胞外囊泡的原因。产生细胞外囊泡(脱离的迁移体)只是迁移体的众多功能之一。
其次,脱离的迁移体是一种胞外囊泡,但其与外泌体的区别很大。
大小不同:外泌体直径 50~60 nm,而迁移体直径约为 1~3 µm;
蛋白质组成有很大的不同:在迁移体和外泌体之间只有 20% 是相同的;
受不同的遗传途径调控,其生物发生过程完全不同:外泌体首先作为多泡体(MVBs)的囊泡产生,当 MVBs 与质膜融合时释放外泌体。相比之下,迁移体是由质膜上大结构域组装形成的。
虽然迁移体的功能尚不明确,但俞立博士团队最近的研究表明,迁移体和外泌体之间存在着重要的区别。迁移体富含趋化因子、细胞因子和生长因子等信号分子,这些信号分子会随迁移体的分布形成局部区域信号中心,从而参与调控斑马鱼胚胎器官形态发生[3]。并不确定目前是否有关于外泌体向其他细胞发送信号配体的报道。
迁移体在形态发生中发挥作用的模式图[3]
❖ 迁移体的具体功能是什么呢?在疾病起作用吗?
鉴于在胚胎发育过程中,迁移体可以将趋化因子、细胞因子、生长因子等一系列信号分子传递到一个空间受限的位置,从而将信号分子编码的化学信息与空间信息整合起来。基于一些初步的数据,俞立博士推测,同样的机制将在免疫反应、癌症转移、血管生成、伤口愈合和许多其他过程中发挥作用。
总的来说,迁移体还是一个较新的概念,许多谜团尚未解开。不管结果如何,科研的乐趣不就在于揭秘的过程吗?正如俞立博士给年轻科学家的建议:做你最感兴趣的事情,不要太在意这些事情是否重要。
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货号 |
品名 |
种属反应性 |
应用 |
NBP1-59438 |
Tetraspanin-4 Antibody |
Hu |
WB, ELISA, IHC |
NBP1-90310 |
TSPAN7/TM4SF2 Antibody |
Hu, Mu, Rt |
WB, IHC, IHC-P |
AF1864 |
Integrin alpha 5/CD49e Antibody |
Hu |
WB, Flow, B/N, CyTOF-ready |
NBP2-36561 |
Integrin beta 1/CD29 Antibody (P4C10) |
Hu, Mu |
WB, ELISA, Flow, ICC/IF, IHC, IHC-Fr, IP, B/N |
MAB17781 |
Integrin beta 1/CD29 Antibody (P5D2) |
Hu |
Flow, IP, B/N, CyTOF-ready, ICC/IF, KO |
NBP2-52680 |
Integrin alpha 5 beta 1 Antibody (M200 (Volociximab)) |
Hu |
ELISA, Flow, ICC/IF, IHC, B/N, CyTOF-ready, ICC/IF |
H00003340-M01 |
N-Deacetylase/N-Sulfotransferase 1/NDST1 Antibody (1G10) |
Hu |
WB, ELISA, IHC, IHC-P |
NBP1-31564 |
GPI8 Antibody |
Hu, Mu, Rt, Po, Bv, Ch, RM, Ze |
WB, IHC, IHC-P |
NBP1-87457 |
PGCP Antibody |
Hu, Mu, Rt |
ICC/IF, IHC, IHC-P |
NBP1-90224 |
EOGT/AER61 Antibody |
Hu |
WB, ICC/IF, IHC, IHC-P |