斑马鱼阐明伤口愈合机制

在包括人类在内的很多动物中，伤口愈合的一个关键因素是——邻近的皮肤细胞往伤口中心的迁移。邻近的皮肤细胞是如何知道通过哪种途径进行迁移？美国的Mark Messerli和David Graham在2013年10月15日的J Cell Sci杂志上发表了一篇论文，阐明了钙信号在这种医学上重要的皮肤细胞间通讯中所起的作用。

　　

　　在包括人类在内的很多动物中，伤口愈合的一个关键因素是——邻近的皮肤细胞往伤口中心的迁移。这些细胞将伤口填充并帮助新皮肤细胞再生时预防感染。那么，这些邻近的皮肤细胞是如何知道通过哪种途径进行迁移？它们又从伤口处收到了什么样的方向提示？美国海洋生物学实验室（The Marine Biological Laboratory，MBL）的尤金-贝尔再生生物学和组织工程中心的Mark Messerli和David Graham在2013年10月15日的J Cell Sci杂志上发表了一篇论文，阐明了钙信号在这种医学上重要的皮肤细胞间通讯中所起的作用。
　　钙离子一直以来被认为在细胞极性和引导方面起着非常重要的作用，这篇论文研究了钙信号在随机和定向细胞迁移过程中的作用，以更好地理解钙离子是否指引前缘的细胞运动。Messerli和Graham利用斑马鱼角质细胞，探寻了这种机制涉及到哪一个离子通道，之所以选择斑马鱼，是因为它们的皮肤细胞比人类的细胞迁移的更快得多。Messerli称，鱼类被水中的细菌和真菌所包围，所以它们在出现伤口后，必须快速愈合。它们的鳞片时常脱落，而产生伤口。因此，伤口必须首先在表皮中愈合，然后长出新的鳞片。鱼类皮肤细胞（角质细胞）在室温下的迁移速度比哺乳动物细胞在37℃时的迁移速度快5倍。因此，这使我们很容易在短时间内追踪它们的迁移路径。

　　这项研究为钙信号在诱导细胞形成和指引皮肤细胞迁移中所起的作用带来了新的见解。Messerli称，“当我们开始这项研究时，我们是在单细胞水平上研究钙信号，这也是十多年一直以来的研究方式，单个细胞如何能看到损伤？”
　　在研究的后期，研究人员不只在单细胞上，还在围绕伤口的成片细胞上研究钙信号。令他们惊讶的是，他们发现“伤口周围自身似乎形成了一个分级的钙信号，能够引导细胞向伤口的中心迁移和生长，这正是现在我们正在研究的内容，”Messerli说。
　　研究团队采用先进的显微镜来监视细胞钙信号，利用分子分析来鉴定引起细胞钙迁移增加的膜蛋白。在迁移的皮肤细胞中，鉴定出各种各样的激活的离子通道。同时也发现TRPV1——也能被辣椒素激活的离子通道——是迁移所必需的。

　　这篇论文的共同作者包括David Graham——以前是MBL的研究助理，现在是北卡罗莱纳大学教堂山分校医学院的一名研究生——和普渡大学的合作者们。
　　
注：The Marine Biological Laboratory (MBL)通过生物学、生物医学和环境科学的研究和教育致力于科学发现和改善人类条件。1888年，MBL在马萨诸塞州伍兹霍尔创建，是一个私人的非盈利机构，同时也是芝加哥大学的一个附属机构。

生物通推荐原文摘要：

Epidermal keratinocyte polarity and motility require Ca2+ influx through TRPV1
Abstract: Ca(2+) has long been known to play an important role in cellular polarity and guidance. We studied the role of Ca(2+) signaling during random and directed cell migration to better understand whether Ca(2+) directs cell motility from the leading edge and which ion channels are involved in this function by using primary zebrafish keratinocytes. Rapid line-scan and time-lapse imaging of intracellular Ca(2+) (Ca(2+)i) during migration and automated image alignment enabled us to characterize and map the spatiotemporal changes in Ca(2+)i. We show that asymmetric distributions of lamellipodial Ca(2+) sparks are encoded in frequency, not amplitude, and that they correlate with cellular rotation during migration. Directed migration during galvanotaxis increases the frequency of Ca(2+) sparks over the entire lamellipod; however, these events do not give rise to asymmetric Ca(2+)i signals that correlate with turning. We demonstrate that Ca(2+)-permeable channels within these cells are mechanically activated and include several transient receptor potential family members, including TRPV1. Last, we demonstrate that cell motility and Ca(2+)i activity are affected by pharmacological agents that target TRPV1, indicating a novel role for this channel during cell migration.