Cell：细胞凋亡抑制蛋白在细胞迁移中起作用

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生物通报道：Johns Hopkins的研究人员通过对果蝇的卵巢研究，发现一种已知能阻止细胞死亡的蛋白IAP具有另一种完全不相干的的功能——促使正常的细胞运动。这一发现为理解细胞运动的内在生化步骤开辟出一条新路，而细胞迁移则是胚胎发育和癌症扩散的重要特征。这项研究发表在7月8日出版的Cell上。

Erika Geisbrecht和Montell根据正向遗传学方法——随机改变任意基因的表达，在这些突变的果蝇中寻找一个特定的表型，然后研究到底是哪个基因受到了影响。

果蝇的卵巢大约有100个卵室，每个卵室有16个细胞——15个滋养细胞（"nurse"cell）和一个卵母细胞，而卵室则被几百个上皮细胞包围着。在卵发育的特定时期，一小束上皮细胞与其它细胞分离并从卵室边缘转移到中心，在卵母细胞边缘停下来。在卵室中的细胞缺失了Rac的功能时，这种上皮细胞束就不能到达卵母细胞边缘。

Geibrecht通过遗传改造使得果蝇卵巢中的少数细胞的Rac蛋白功能异常，突变蛋白使这些细胞不能正常迁移从而造成这些果蝇不育。然后，Geisbrecht随机增加细胞中其它基因的表达，并找出繁殖能力得到恢复的果蝇——一个显著特征是细胞运动恢复正常。

“这个构思很简单，即如果细胞运动问题得到改善，过表达的基因必然是补偿了Rac功能的缺失，”Montell说。

通过研究，研究组发现一种称为“细胞凋亡抑制蛋白”(IAP)的蛋白能够恢复果蝇卵巢中卵细胞成熟过程的井然有序的细胞运动。“这个发现完全出人意料，”Johns Hopkins基础生物医药科学研究院的生化教授Denise Montell博士说。“因为我们知道这种蛋白有阻止细胞死亡的功能，所以人们不会想到它在细胞运动中也有作用。”

研究人员发现，IAP的过表达和两种细胞骨架蛋白——肌动蛋白(actin)、微丝结合蛋白Profilin的过表达可以恢复缺失的Rac蛋白的功能，可以使一半的上皮细胞束完成它们的旅程。

IAP被认定为“修复”蛋白后，Geisbrecht就确定IAP对细胞运动的作用不是源于它阻止细胞死亡的作用，而是由于它能够结合并阻断Caspase凋亡蛋白酶——Caspase能破坏其他蛋白。IAP因而能阻止各种蛋白被破坏。

Montell说她正在试图确定这些“下游”蛋白，因为这些蛋白可能是恢复Rac缺失果蝇的繁殖能力的更直接的原因。她说，两种最初的候选者是肌动蛋白和微丝结合蛋白，并且细胞内部骨架的其它成份也“榜上有名”，因为细胞为了运动就必须拆开并重建它的骨架。“如果选择的这些物质不能筛选出合适的目标，我们将会反过来进行正向遗传学筛选。然后就能让果蝇来告诉我们到底发生了什么，”Montell说。

和往常一样，Montell及其同事将会利用遗传学手段来改变卵巢中特定数量细胞的基因，他们就能够研究一些特定基因的功能——如果整个果蝇中这些基因的功能发生改变将会使这种昆虫发育不完全而无法研究——而卵巢细胞的基因改变则可以避免这个问题。这些所谓的嵌合体果蝇对研究细胞迁移至关重要，因为细胞迁移是使正在发育的胚胎中所有的细胞到达它应该到的位置从而形成一个正常的、能生育的昆虫的关键。（Yang Shujuan）