无核细胞的迁移响应：单细胞生物运动力的系统性调控机制

本研究针对细胞迁移这一基础生物学过程，通过独创性实验设计探究了细胞核在迁移行为中的调控作用。研究人员以阿米巴原虫(Amoeba proteus)为模型，采用微操作去核技术结合多场景刺激实验(电趋化/化学趋化/复合刺激)，首次系统揭示了无核细胞(cytoplasts)仍能保持与正常细胞相似的迁移动力学特征。研究运用非线性定量分析(RMSF/MSD/DFA/ApEn)证实细胞迁移受胞质内自组织分子网络(Systemic self-organized dynamics)调控，核活动仅影响响应强度(IR降低42.7%)和关联时间(缩短20%)。该发现发表于《PNAS Nexus》，为理解3D环境肿瘤转移等病理过程提供了新视角。

　　

在生命科学领域，细胞迁移如同精密的分子芭蕾，协调着胚胎发育、伤口修复等关键生理过程，其失调更与癌症转移、纤维化等重大疾病密切相关。传统研究多聚焦特定分子通路，却难以解释迁移行为的整体协调性。西班牙巴斯克大学(University of the Basque Country, UPV/EHU)与CEBAS-CSIC研究所的联合团队独辟蹊径，通过极端生理条件实验，揭示了超越分子层面的系统性调控机制。

研究团队创新性地采用"生物学减法"策略，利用Sutter MP-225微操作仪对200个阿米巴原虫进行精准去核，配合DAPI荧光验证构建无核细胞模型。通过四场景刺激体系(基础状态/电场/肽梯度/复合刺激)，结合4100帧/细胞的运动轨迹追踪，首次实现迁移行为的全息解析。关键技术包括：1)微流控玻璃腔室实现精确刺激控制；2)非参数统计处理非正态分布数据；3)应用统计物理学的RMSF/MSD/DFA多维度量化分析。

无刺激条件下的基础迁移
50对细胞-胞质体的对照实验显示，两者位移余弦中位数分别为-0.28和0.09(IQR≈1.3)，证实无核不影响随机迁移的对称性(Wilcoxon p>0.05)。

电场导向的趋电响应
在60V直流电场中，两类细胞均显现强烈阴极趋向性(余弦中位数>0.96)，但胞质体响应强度(IR)显著降低至2.47mm(正常细胞4.31mm)，揭示核活动增强迁移力度而非方向控制。

肽梯度的趋化行为
nFMLP化学引诱剂使83%细胞定向迁移，胞质体保持相似趋向性(余弦中位数-0.71 vs -0.66)，但DFAγ分析显示其长程记忆效应(1.82)虽存续，关联时间缩短至8.33分钟(正常细胞10.42分钟)。

复合刺激的竞争机制
当电/化学信号反向施加时，两类细胞均优先响应化学信号(余弦中位数≈-0.5)，但胞质体的轨迹曲折度(DR)增加28%，提示核参与多信号整合。

动力学深度解析
RMSF分析揭示所有细胞呈现α≈0.75的长程关联；MSDβ指数达1.92确认超扩散运动；ApEn熵值<0.003显示高度有序的迁移节律。这些特征在胞质体中完整保留，证实迁移模式根植于胞质网络。

该研究突破性地证实：细胞迁移是典型的涌现(Emergent)现象，由胞质内分子组分的非线性协作产生。核虽非必要调控中心，但通过延长关联时间(约2分钟)和增强响应幅度(1.84mm)优化迁移效率。这一发现为开发靶向迁移障碍疾病(如慢性伤口、肿瘤转移)的干预策略提供了新思路——即调控系统级特性而非单一分子靶点。研究建立的定量分析框架，更可为类器官迁移、免疫细胞巡行等研究提供方法论范式。

特别值得注意的是，去核细胞在12天存活期内保持功能完整性，暗示胞质具有独立于核的稳态维持能力。这为理解极端条件下(如肿瘤循环细胞)的生存机制提供了重要线索。正如研究者Ildefonso M. De la Fuente强调："迁移如同交响乐，核只是定音鼓手，而旋律源自整个乐团的协作。"