细胞迁移新机制：强黏附环境下阿米巴样细胞通过"尺蠖运动"和迁移体释放实现适应性迁移

本研究揭示了阿米巴样细胞在强黏附环境中的新型迁移机制。研究人员发现Dictyostelium discoideum和中性粒细胞在强黏附表面会触发"尺蠖运动"（inchworm migration），这一过程涉及钙离子内流、收缩环形成和迁移体（migrasome）释放。该研究阐明了细胞如何通过重编程胞质分裂机制来调节黏附特性，为理解细胞在复杂微环境中的适应性迁移提供了新见解。

　　

在生命科学领域，细胞迁移是一个永恒的研究热点。就像人类需要适应不同地形环境一样，细胞也需要在各种物理化学特性的细胞外基质中穿行。其中，阿米巴样细胞的迁移尤其引人注目，它们能够通过变形运动穿越狭窄空间，在免疫防御、组织修复等生理过程中发挥关键作用。然而，当这些细胞遇到强黏附表面时，就像陷入沼泽的旅人，面临着被"黏住"而无法移动的困境。长期以来，科学家们对细胞如何应对这种极端黏附环境知之甚少。

清华大学的研究团队在《Developmental Cell》上发表的研究揭开了这一谜题。他们发现，当阿米巴样细胞遇到强黏附表面时，会启动一种全新的"尺蠖运动"模式，同时释放富含黏附分子的迁移体，从而降低表面黏附力，恢复运动能力。这一发现不仅揭示了细胞适应极端环境的精巧机制，也为理解细胞迁移的进化保守性提供了新视角。

研究人员运用了多种先进技术：活细胞成像观察细胞行为变化，扫描电镜和透射电镜分析超微结构，微流控技术定量检测细胞黏附力，钙离子荧光探针监测信号传导，以及基因编辑技术构建关键基因敲除细胞系。中性粒细胞实验则采用了免疫荧光染色和特异性抑制剂处理。

研究结果部分：

强黏附诱导"尺蠖"迁移
在聚赖氨酸（PLL）包被的强黏附表面，盘基网柄菌（Dictyostelium discoideum）会从典型的伪足迁移转变为"尺蠖运动"。这种运动模式的特点是细胞体直立并扭曲，随后快速重新附着进行定向移动。通过3D重建和扫描电镜观察，研究人员清晰捕捉到了这一独特的运动方式。

收缩环形成启动尺蠖运动
使用LifeAct-GFP和RFP-MhcA标记显示，强黏附触发了腹侧收缩环的形成，这一结构与胞质分裂中的收缩环相似。超分辨成像（GI-SIM）进一步揭示了肌动蛋白和肌球蛋白II从周边向收缩环的流动，这一过程依赖于PI(4,5)P₂、RacE和肌球蛋白II重链（MhcA）。

钙内流是收缩环形成所必需的
钙离子探针GCaMP6f检测显示，强黏附会引发明显的钙内流。使用EGTA螯合胞外钙离子或改变渗透压调节膜张力，都会影响尺蠖运动的发生，表明机械化学信号传导在这一过程中的重要性。

迁移体释放黏附分子
膜标记显示细胞在尺蠖运动过程中会释放迁移体。这些迁移体富含带负电荷分子和黏附受体SadA，通过微流控实验证实，迁移体释放后细胞与表面的黏附力显著降低。pikl^-细胞由于无法形成收缩环和释放迁移体，在强黏附表面表现出明显的运动障碍和捕食效率下降。

中性粒细胞中的保守性
研究发现中性粒细胞在纤维连接蛋白或PLL包被表面也会出现尺蠖运动，并形成类似的收缩环结构。MLCK和PIP5K抑制剂处理抑制了这一过程，表明该机制在高等生物中具有保守性。

这项研究首次系统阐明了阿米巴样细胞应对强黏附环境的完整机制。通过重编程胞质分裂机器，细胞发展出尺蠖运动这一特殊迁移模式，同时借助迁移体释放来动态调节表面黏附特性。这一发现不仅拓展了我们对细胞迁移可塑性的认识，也为理解细胞在病理条件下的迁移行为（如肿瘤转移）提供了新思路。特别值得注意的是，从单细胞生物到哺乳动物中性粒细胞，这一机制的进化保守性提示其在生命活动中的基础性作用。未来研究可以进一步探索这一机制在生理病理过程中的具体应用，为相关疾病的治疗提供潜在靶点。