保持细胞在一起——我们的身体如何抵抗机械压力

日本国家生理科学研究所的科学家和他们的合作者在《细胞生物学》杂志上发表的一项新研究中表明，紧密连接通过将细胞结合在一起来调节组织的机械阻力。

　　

我们的身体由大约30万亿个细胞组成。这些细胞需要紧密地相互连接以维持我们身体的完整性。然而，我们不断地暴露在机械压力下，这不断地挑战着我们身体的完整性。细胞是如何抵抗机械力来维持我们身体的完整性的?为什么当我们在街上跌倒或当肠道蠕动消化食物时，我们的身体不会崩溃?秘密在于细胞间的粘附装置，它使我们的细胞保持在一起。

细胞通过连接来连接相邻的细胞。已知至少有三种类型的连接:紧密连接、粘附连接和桥粒。先前的研究表明，粘附连接和桥粒在维持我们身体的完整性方面起着关键作用。然而，紧密连接在抵抗机械应力中的作用尚未得到证实。

阻碍理解紧密连接作用的一个原因是，由于其关键成分的功能重叠，很难具体和完全消除其活性。几年前，该研究小组成功地产生了一种上皮细胞系，该细胞系特异性地完全缺乏紧密连接膜蛋白claudin和JAM-A，并证明了这些细胞完全缺乏紧密连接。

在仔细检查这些细胞时，研究人员发现了一些奇怪的事情。虽然正常细胞总是通过连续的细胞间连接带相互连接，但在这些细胞中观察到零星的细胞间连接中断和断裂。第一作者Thanh Phuong Nguyen说:“我们以前从未见过这样的事情，所以对这个问题很好奇。”

研究人员决定拍摄一部电影来了解这些细胞中的连接是如何断裂的，并发现当细胞被拉伸时，连接就会断裂。研究小组进一步表明，紧密连接膜蛋白调节一种名为ZO-1的蛋白质的构象变化，以响应机械力，这表明这种机械传感器对细胞抵抗机械应力很重要。

该研究的首席科学家Mikio Furuse说:“这项研究表明，除了粘附连接和桥粒外，紧密连接对细胞抵抗机械应力也很重要。一个有趣的问题是，为什么我们需要这么多的连接点来抵抗力，以及这些连接点如何协同提供机械阻力。我们希望在未来解决这些问题。”