英科学家成功地加快肌肉细胞的迁移速度

　　

肌动蛋白加速：增加蛋白的细胞移动得更快[点击上图可以看到动画过程]

【生物通编译】

细胞利用新的β-肌动蛋白可以使运动速度加倍。英国研究者发现，加大这种肌动蛋白的量可以激活肌肉干细胞使它们的步伐加快。加快速度的细胞可以帮助我们了解肌肉是如何在损伤后修复自身的¹。

当人在运动过量之后，肌肉会变得酸痛及僵硬，这时肌肉中潜在的一群干细胞，成肌肉细胞，会开始活跃起来。成肌肉细胞迁移到受损的区域并且进行分裂以替代受损的肌肉。

Leeds大学的Michelle Peckham和她的同事们通过增加必须的驱动蛋白β-肌动蛋白的水平，创建了一个迁移速度是正常速度的两倍的肌肉干细胞系。

该研究组从小鼠中提取成肌肉细胞，并且在其中加入额外一个拷贝的β-肌动蛋白基因。Peckham的研究组对这些在载玻片上随机运动的细胞进行了长达20个小时的连续拍照。

正常的细胞运动速度相当缓慢：每秒0.5微米。拥有过量肌动蛋白的细胞的运动速度则是这一速度的两倍。

成肌肉细胞通过伸出纤细的板状伪足进行移动，细胞利用这种伪足可以拖动自身向前运动。β-肌动蛋白亚单位组装成推出这种伪足的纤维。研究者们发现，肌动蛋白过量的细胞可以更快地伸出这种伪足。

第二个实验发现，甚至当细胞含有不能很好地形成纤维的突变形式的肌动蛋白时，它们的运动速度也可以加快。这表明另一个装置——收缩装置——可以工作。

肌动蛋白与另一个蛋白，肌球蛋白，相互作用推动细胞内液状物质向前运动形成伸出的伪足。Peckham解释说：“这就有点象挤牙膏，你必须往中间挤才能把牙膏挤出去。这是一个很好的证据证明收缩能力是正常细胞移动的一个重要部分。”

在伦敦的医学研究委员会的临床科学中心从事肌肉再生研究的Peter Zammit说，了解成肌肉细胞如何移动可能对肌肉的修复而言具有重要的意义。比如杜兴肌营养不良症患者，由于不能进行肌肉修复，肌肉逐渐发生退化。

一些研究组已经尝试过将活性的肌肉干细胞注射入小鼠中取代损伤的细胞。但是让修复细胞到达需要它们的地方则是困难的。Zammit说：“肌肉是人体内最大的器官，那么你怎么能让修复细胞达到所有的肌肉呢？”

Zammit认为，增加干细胞迁移的速度可能有助于这一目标的实现。他说：“但是你需要做到的是让它们运动的更快，也要迁移到更远。”

1. Peckham, M., Miller, G., Wells, C., Zicha, D. & Dunn, G. A. Specific changes to the mechanism of cell locomotion induced by overexpression of b -actin. Journal of Cell Science 114, 1367–1377 (2001).

——摘译自3月28日Nature scienceupdate（heartlake）

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