Nature：细胞迁移，离去除痕

　　

生物通报道  看起来，迁移细胞掩盖它们的踪迹并不是因为害怕被追踪，而是为了能够继续前行。来自欧洲分子生物学实验室（EMBL）的科学家们现在证实，斑马鱼中的细胞通过有效地清除它们背后的痕迹决定了它们朝哪个方向移动。这些发表在9月25日《自然》（Nature）杂志上的新研究发现，有可能不仅对于发育并且对于癌症及转移也具有一定的影响。

随着斑马鱼胚胎的发育，一组细胞会沿着它身体的侧面向下迁移，并沿路留下一些细胞团。这些细胞团将变成类似于耳朵的器官，感知水中的震动。在斑马鱼成鱼中，这一构造称之为侧线，因此胚胎中移动的细胞团就称作为侧线原基。为了能够迁移，这些细胞跟随着趋化因子的分子踪迹——但它们是如何知道朝着相同的方向继续前行的？科学家们推测，这一踪迹是一条单向路径：细胞从低浓度的趋化因子沿着梯度移向高浓度趋化因子。而现在EMBL的Darren Gilmour和同事们发现，这种梯度并非是细胞外部产生，而是实际上由细胞自己生成。

Erika Donà说：“我们发现处在队伍后面细胞有一个‘真空吸尘器’。它们吸收了背后趋化因子，而前面仍有大量的趋化因子可以追踪，因此细胞向前行进。”

为了调查这一“真空吸尘器”分子的作用，Gilmour和Donà转而探究了原基中所有细胞用来发现趋化因子的一种“探测器”分子，科学家们用一种标记物来标记这一探测器分子，随着探测器老化标记物会从绿转红。处于原基前面的细胞发绿光，表明它们频繁地与趋化因子接触从而使得探测器不断地更新，而后面的细胞接触的趋化因子很少，因此它们的探测器有机会变老，将细胞染成红色。为了证实这一梯度是由于趋化因子吸收作用所生成，科学家们对斑马鱼进行了遗传工程改造，使得一条附随原基，但不在原基后部的神经中具有真空吸尘器分子。当将真空吸尘器分子切换到神经中，这条神经从追随迁移的原基转为了引导它。

该研究领导者Darren Gilmour 说：“这对于细胞选择自己的方向具有很大的意义。胚胎中有很多的事件发生，大量的细胞朝着许多的方向移动，因此维持一个梯度有可能是极其困难的。我们的结果表明，你并不总是需要它。”

这一研究有可能还与另一种看似非常不同的移动细胞类型：迁移癌症中的细胞有关。科学家们发现“探测器”分子和“真空吸尘器”分子对不同肿瘤的转移能力起重要的作用。这些结果表明了这些作用有可能是什么，以及可能阻断它们的途径。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Directional tissue migration through a self-generated chemokine gradient

The directed migration of cell collectives is a driving force of embryogenesis1, 2, 3. The predominant view in the field is that cells in embryos navigate along pre-patterned chemoattractant gradients2. One hypothetical way to free migrating collectives from the requirement of long-range gradients would be through the self-generation of local gradients that travel with them4, 5, a strategy that potentially allows self-determined directionality. However, a lack of tools for the visualization of endogenous guidance cues has prevented the demonstration of such self-generated gradients in vivo. Here we define the in vivo dynamics of one key guidance molecule, the chemokine Cxcl12a, by applying a fluorescent timer approach to measure ligand-triggered receptor turnover in living animals. Using the zebrafish lateral line primordium as a model, we show that migrating cell collectives can self-generate gradients of chemokine activity across their length via polarized receptor-mediated internalization. Finally, by engineering an external source of the atypical receptor Cxcr7 that moves with the primordium, we show that a self-generated gradient mechanism is sufficient to direct robust collective migration. This study thus provides, to our knowledge, the first in vivo proof for self-directed tissue migration through local shaping of an extracellular cue and provides a framework for investigating self-directed migration in many other contexts including cancer invasion6.