综述:迁移体的发现、生物发生机制及生理功能

【字体: 时间:2025年08月23日 来源:Cell Research 25.9

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  这篇综述系统阐述了迁移体(Migrasomes)这一新型细胞器的发现历程、独特生物发生机制及其多重生理功能。文章揭示了迁移体通过经典(迁移依赖)和非经典途径形成,其三相生物发生过程(成核、成熟、扩展)涉及鞘磷脂合成酶2(SMS2)、PI(4,5)P2-Rab35-整合素信号轴和四跨膜蛋白富集微域(TEMs)等关键分子。作为兼具细胞器与胞外囊泡(EVs)特性的动态结构,迁移体通过局部分泌、横向转移、细胞稳态维持和分子吸附四大机制,在胚胎发育(如斑马鱼原肠胚形成)、血管生成(CAM模型)、凝血(中性粒细胞来源迁移体)及病毒感染等过程中发挥核心作用。文章还探讨了迁移体与肿瘤、心血管疾病和免疫紊乱的潜在关联,为开发新型诊疗策略提供了理论框架。

  

迁移体的发现之旅

2015年,研究者在观察大鼠肾细胞(NRK)时首次发现这些石榴状膜结构。这些通过收缩纤维与细胞相连的囊泡因富含四跨膜蛋白4(Tspan4)且形成依赖细胞迁移,被命名为"迁移体"。

结构分类的争议

迁移体最初被归类为细胞器,但其在体内频繁脱落进入血液循环的特性又符合胞外囊泡(EVs)的定义。更复杂的是,它们既能作为附着细胞的分泌平台,又能作为游离的信号载体。这种双重身份促使学者提出:迁移体应被定义为专门介导细胞间通讯的特殊细胞器。

独特的生物发生机制

迁移体形成经历三个精妙阶段:

  1. 1.

    成核阶段:SMS2在前沿细胞膜形成焦点,随着细胞迁移"后移"至收缩纤维,催化鞘磷脂合成启动迁移体形成

  2. 2.

    成熟阶段:PI(4,5)P2通过招募Rab35和整合素建立信号平台,钙感受器Syt1稳定初始膨出

  3. 3.

    扩展阶段:四跨膜蛋白组装成刚性微域(TEMs),通过膜曲率变化促进迁移体扩张

货物装载的智慧

迁移体通过多种机制选择性装载货物:

  • 分泌囊泡通过肌球蛋白5a沿收缩纤维运输

  • 受损线粒体依赖KIF3A和肌球蛋白19运输

  • 凝血因子通过独特脂质组成吸附在迁移体表面

  • mRNA和胞质蛋白存在未知的主动分选机制

生理功能的多样性

迁移体在生物系统中扮演多重角色:

  • 发育导航:斑马鱼胚胎中富含Cxcl12的迁移体引导背唇细胞形成Kupffer囊泡

  • 血管绘图:单核细胞通过迁移体沉积VEGF-A轨迹,指导血管尖端细胞生长

  • 凝血调控:中性粒细胞迁移体(neu-migrasomes)富集凝血因子,与血小板协同触发凝血

  • 病毒传播:疱疹病毒和痘病毒利用迁移体逃避免疫并扩散感染

疾病关联的启示

临床研究发现:

  • 肿瘤细胞通过迁移体传递物质激活破骨细胞,促进骨转移

  • 淀粉样蛋白诱导的迁移体参与血脑屏障损伤

  • 尿液中迁移体水平可作为肾脏损伤的早期标志物

技术挑战与展望

当前研究面临活体成像深度有限、组织分离技术不完善等瓶颈。未来需建立"迁移体图谱"揭示其在各组织的分布规律,并探索其作为诊疗靶点的潜力——无论是作为疾病标志物还是治疗载体,迁移体都展现出广阔的应用前景。

这项研究不仅重新定义了细胞间通讯的范式,更为理解发育异常、肿瘤转移和感染性疾病提供了全新视角。随着技术突破,迁移体研究或将开启细胞生物学的新篇章。

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