Nature子刊：癌转移，如罗马军团一般前进

　　

生物通报道：在包括癌转移在内的许多生物学过程中，细胞会彼此沟通协调，形成共同移动的细胞集团。在我们机体的生长和防御系统中，细胞集体迁移是必不可少的一部分，不过这一机制也被癌细胞利用来实现有效扩散。

加拿大蒙特利尔大学免疫和癌症研究所IRIC的研究人员揭示了一个新机制，通过这一机制我们机体中的一些细胞会如古罗马军团一般形成龟阵（testudo formation）共同前进，文章发表在Nature Cell Biology杂志上。古罗马军团被认为是当时最强的军事力量之一，在罗马士兵突破敌军阵线时，他们会紧密集结在一起，用盾牌将身体遮避起来进行防御，这种阵型也被称为龟阵。

“我们发现了使细胞形成团队协调行动的关键机制。相信许多癌症中的恶性细胞都利用了这一机制，包括一些乳腺癌、前列腺癌和皮肤癌，”领导这项研究的Gregory Emery说。

“和罗马军团一样，一些癌细胞能够有效迁移，是因为它们的行动紧密协调。为了阻止癌细胞前进，我们就必须先理解它们彼此协调的机制。然后，我们就可以阻断癌细胞之间的联系，来瓦解它们的攻势。”

IRIC科学家与Johns Hopkins大学医学院的同事合作，对果蝇卵巢中的特殊细胞进行了研究。人们对这类细胞的迁移过程非常了解，而且操纵和观察这一过程也很方便。因此这类细胞常常被用来作为模型，以研究癌细胞离开原发瘤的迁移过程。

GTPase Rac是调节肌动蛋白动力学和细胞迁移的关键，但人们并不清楚在细胞集体迁移时，Rac的活化和定位是如何协调的。IRIC的研究人员使用一个非常精确的激光束，来操纵单个活细胞中基因工程蛋白的活性，并观察了激活或失活该蛋白所产生的效果。他们发现，在细胞集体迁移过程中，Rab11能够感知其他细胞的行动，从而调节细胞内Rac的活性和定位，与周围细胞协调行动。

研究人员指出，Rab11能够与细胞骨架调节子Moesin结合，调节其在迁移过程中的活性。Moesin参与了细胞的形状和硬度控制，当Moesin水平减少时，会降低细胞簇的凝聚力，阻碍细胞移动。“我们向人们展示了一个机制，细胞通过这一机制共享信息从而协调行动。破坏这一机制，我们就能阻断细胞迁移。” Dr Emery解释道。

文章总结道，Rab11负责感知细胞集团中Rac活性的相对水平，使单个细胞能自我协调融入多细胞集团，实现一同迁移。尽管这一发现是在昆虫模型的特殊细胞中获得的，不过相关蛋白Rab11和Moesin也在一些人类癌症中具有重要作用。“这说明，我们在果蝇细胞中发现的新调节机制，很可能在人类癌症中也同样重要，”Dr. Emery说。“这项研究将帮助我们确定破坏细胞集体迁移的分子靶标，为阻止癌转移带来了新的希望。”

 

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

Rab11 regulates cell–cell communication during collective cell movements

Collective cell movements contribute to development and metastasis. The small GTPase Rac is a key regulator of actin dynamics and cell migration but the mechanisms that restrict Rac activation and localization in a group of collectively migrating cells are unknown. Here, we demonstrate that the small GTPases Rab5 and Rab11 regulate Rac activity and polarization during collective cell migration. We use photoactivatable forms of Rac to demonstrate that Rab11 acts on the entire group to ensure that Rac activity is properly restricted to the leading cell through regulation of cell–cell communication. In addition, we show that Rab11 binds to the actin cytoskeleton regulator Moesin and regulates its activation in vivo during migration. Accordingly, reducing the level of Moesin activity also affects cell–cell communication, whereas expressing active Moesin rescues loss of Rab11 function. Our model suggests that Rab11 controls the sensing of the relative levels of Rac activity in a group of cells, leading to the organization of individual cells in a coherent multicellular motile structure.