顶级科学家成果入选08中国科学家代表性工作

　　

生物通报道：来自北京大学的消息，3月2日，中国科学院发布《2009科学发展报告》，本报告共包括八部分内容。第四章“2008年中国科学家具有代表性的部分工作” 选择介绍了15项中国科学家在2008年取得的具有世界水平的研究成果，其中包括了北京大学分子医学研究所程和平教授研究组在活性氧族（reactive oxygen species ROS）研究方面取得重大进展——单个线粒体“超氧炫”，《Cell》杂志以“配图文章”形式发布了该研究成果，该项成果还被教育部科学技术委员会评选为2008年度“中国高等学校十大科技进展”。

这一研究成果解决了困扰细胞迁移研究领域十多年的一个悖论：前人的研究表明，迁移细胞内钙信号呈“头部低、尾部高”的梯度，尾部高钙信号与尾部的回缩直接相关，而头部低钙信号如何调节更为复杂的细胞定向及转弯活动，却一直没有合理的解释。最新发现的集中于头部的“钙闪烁”事件为激活细胞定向运动的信号分子提供了动态的局部高钙信号。

该论文的另一个重要意义在于，提出了“钙闪烁引导细胞定向迁移”的新观点：在外界趋化因子梯度诱导下，钙闪烁发放呈现不对称特性，即趋化因子浓度高的一侧，钙闪烁更为活跃，驱动细胞转向此侧，从而精确地调控细胞的定向迁移。

此外，作者通过细致深入的研究进一步确定了钙闪烁产生的相关通道蛋白分子。以基因干扰技术沉默此通道蛋白，可以抑制钙闪烁的产生，进而抑制细胞迁移。这一发现为寻找干预细胞迁移的药理学和生物医学工程学手段提供了新的靶点和思路。

钙闪烁的发现也为“钙火花”家族增添了一名新成员。钙火花代表细胞内最小钙信号单位，由程和平等于1993年在心脏肌肉细胞中发现并命名。钙闪烁与钙火花的最大不同之处在于二者分别由不同的通道分子所产生。

原文摘要：

Calcium flickers steer cell migration

Directional movement is a property common to all cell types during development and is critical to tissue remodelling and regeneration after damage1, 2, 3. In migrating cells, calcium has a multifunctional role in directional sensing, cytoskeleton redistribution, traction force generation, and relocation of focal adhesions1, 4, 5, 6, 7. Here we visualize high-calcium microdomains ('calcium flickers') and their patterned activation in migrating human embryonic lung fibroblasts. Calcium flicker activity is dually coupled to membrane tension (by means of TRPM7, a stretch-activated Ca2+-permeant channel of the transient receptor potential superfamily8) and chemoattractant signal transduction (by means of type 2 inositol-1,4,5-trisphosphate receptors). Interestingly, calcium flickers are most active at the leading lamella of migrating cells, displaying a 4:1 front-to-rear polarization opposite to the global calcium gradient6. When exposed to a platelet-derived growth factor gradient perpendicular to cell movement, asymmetric calcium flicker activity develops across the lamella and promotes the turning of migrating fibroblasts. These findings show how the exquisite spatiotemporal organization of calcium microdomains can orchestrate complex cellular processes such as cell migration.