细胞骨架重塑新发现：细胞松弛素B通过差异调控肌动蛋白结合蛋白功能影响细胞迁移

本研究针对细胞骨架动态重塑的核心机制，通过活细胞成像与体外重构实验系统揭示了细胞松弛素B(CB)和D(CD)对板状伪足前沿肌动蛋白结合蛋白的差异化调控作用。研究发现CB处理虽抑制肌动蛋白聚合，却意外促进VASP(血管扩张刺激磷蛋白)和CP(封端蛋白)在板状伪足边缘的积累，且VASP积累严格依赖CP存在。该发现颠覆了传统"竞争置换"模型，为细胞迁移、病原体入侵等过程的药物干预提供了新靶点。

　　

在生命活动的微观世界里，细胞骨架如同城市的交通网络，而肌动蛋白纤维则是其中最繁忙的"道路系统"。这些由肌动蛋白(actin)聚合而成的动态结构，不仅支撑着细胞的形态，更驱动着细胞迁移、分裂等关键生命过程。然而，这个精密系统的调控机制仍存在诸多谜团——特别是当外界干扰因素如真菌毒素细胞松弛素(cytochalasans)作用时，肌动蛋白结合蛋白们究竟会如何应对？传统观点认为，细胞松弛素B(CB)和D(CD)会简单粗暴地"霸占"肌动蛋白纤维的快速生长端(称为barbed end)，把包括VASP(血管扩张刺激磷蛋白)在内的"道路建设工人"统统赶走。但事实果真如此吗？

Christopher Lambert等研究团队在《Current Biology》发表的最新研究，通过精妙的实验设计揭开了这个谜题。研究人员采用局部微量注射结合活细胞成像技术，在保持细胞正常生理状态的前提下，首次捕捉到CB处理引发的"反常现象"：当板状伪足(lamellipodium)的推进被CB强行叫停时，前沿的VASP和CP(封端蛋白)信号非但没有减弱，反而显著增强！这一发现直接挑战了流行二十余年的"置换模型"，为理解细胞骨架调控提供了全新视角。

研究团队运用多项关键技术：1）局部微量注射实现毫秒级精度的药物处理；2）高时空分辨率活细胞成像追踪蛋白动态；3）CRISPR-Cas9构建多种基因敲除细胞系；4）体外重构系统模拟板状伪足肌动蛋白网络；5）单分子TIRF显微镜解析蛋白-微丝互作动力学。这些技术组合为揭示细胞骨架调控的分子机制提供了多尺度研究平台。

【CB和CD增加VASP在板状伪足前缘的积累】

研究发现，高剂量CB(52μM)或CD(25μM)局部处理不仅立即阻断板状伪足推进，还使前沿EGFP-VASP信号增强50-200%。这种效应完全可逆，且CD的作用更为显著。有趣的是，低剂量CD确实会降低VASP信号，但伴随信号区变宽，提示微丝聚合未完全抑制。这些现象无法用简单的竞争置换理论解释。

【CB处理差异影响VASP和FMNL2并降低VASP周转】

在野生型细胞中，CB使VASP信号增强至150%，而对另一聚合酶FMNL2影响微弱。在FMNL2/3双敲除细胞中，VASP响应更显著(达200%)，表明两种聚合酶存在功能互补。荧光漂白恢复(FRAP)显示CB使VASP半衰期从15秒延长至34秒，提示其积累源于解离速率降低。

【VASP分子在板状伪足与微棘突尖端呈现差异响应】

CB处理时，VASP选择性从微棘突(microspike)尖端消失导致其解聚，但在板状伪足前沿却持续积累。这种"同药异效"现象首次揭示VASP在不同肌动蛋白结构中的调控差异，可能与Arp2/3复合物的分布差异有关。

【CB将板状伪足转化为含短纤维的低动态网络】

尽管肌动蛋白总量不变，CB使网络周转速度降低6倍以上。核心分支机器WRC(含Abi1、Sra-1和WAVE2)和Arp2/3复合物均出现积累，特别是CP增加近3倍，形成富含短纤维、高分支的网络结构。这种转变与Ena/VASP敲除细胞表型相似但不相同。

【CB诱导的VASP积累需要CP的物理存在】

在CP敲除细胞中，CB反而导致VASP迅速消失。令人惊讶的是，仅表达CP的β-tentacle结构域就足以挽救VASP积累，且该功能与CP促进Arp2/3活性的功能可分离。这提示CP通过改变barbed end特性间接调控VASP，而非直接相互作用。

【Twinfilin参与但不直接介导CB效应】

CP调节因子Twinfilin敲除减弱但不消除CB诱导的CP积累，而VASP积累反而增强，证实CP与Ena/VASP在特定条件下的拮抗关系。

【体外重构验证CB稳定VASP与纤维末端的结合】

在仅含7种成分的简化系统中，CB仍能引发VASP在微球周围积累。单分子实验显示，CB虽抑制微丝延伸，却使VASP在barbed end的驻留时间显著延长，两者可共定位于同一末端。

这项研究彻底革新了对细胞松弛素作用机制的认识：1）CB通过稳定而非置换的方式改变barbed end结合蛋白的动力学；2）不同细胞结构中存在"同药异效"现象；3）CP是介导CB效应的关键分子开关。这些发现不仅为细胞迁移、伤口愈合等生理过程的调控提供新见解，更对开发靶向细胞骨架的抗癌、抗感染药物具有重要指导意义。特别值得注意的是，该研究揭示的药物浓度依赖性效应(低剂量CD减少而高剂量增加VASP积累)为解释既往研究矛盾提供了合理解释。