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在上皮细胞中，细胞间接触的动态重塑对调节屏障功能至关重要，但相关机制尚不清楚。研究人员以果蝇卵巢滤泡上皮为模型，研究 Rho/Rok 对肌动球蛋白收缩性的调控。结果发现该调控可控制三细胞连接（TCJ）通透性，为理解上皮屏障功能调节提供依据。
在微观的细胞世界里，上皮细胞之间的紧密连接就像一堵坚固的城墙，守护着组织的安全，控制着物质的进出。然而，这堵 “城墙” 如何在保持自身完整的同时，灵活地调节通透性，一直是生物学领域的未解之谜。比如在肠道上皮，进食后细胞间接触会短暂打开以促进营养吸收；白细胞从血管渗出时，内皮细胞连接也会短暂开放。但在这些过程中，上皮细胞如何在动态变化中维持组织完整性，我们却知之甚少。
为了揭开这个神秘的面纱，德国明斯特大学（University of Münster）的研究人员开展了一项关于果蝇卵巢滤泡上皮的研究。他们将目光聚焦在三细胞连接（tricellular junctions，TCJ）上，探究其在调节上皮通透性中的作用机制。研究成果发表在《Current Biology》上，为我们理解上皮屏障功能的调节提供了重要线索。
研究人员采用了多种技术方法来深入探究这一复杂的生物学过程。激光消融技术，通过精准地破坏细胞顶点，测量相邻顶点的位移，以此来判断细胞顶点所受的张力变化；利用荧光标记和显微镜成像技术，直观地观察蛋白的定位和分布情况，以及细胞和组织的形态变化；此外，还运用了遗传学方法，如 RNA 干扰（RNAi）和基因突变，来调控相关基因的表达，进而研究其对细胞功能的影响。
研究结果主要分为以下几个方面：
- 顶端肌动球蛋白重组先于顶点开放：在果蝇卵巢滤泡上皮中，TCJ 在卵黄发生（vitellogenesis）阶段会短暂开放，形成细胞间通道，便于卵母细胞摄取卵黄蛋白。研究发现，在顶点开放前，顶端肌动球蛋白会发生重组。在开放前的阶段，MyoII 和肌动蛋白丝在细胞周边排列，在 TCJ 处有明显积累，而到了开放阶段，MyoII 会从顶点退缩并重新分布。这一变化表明，顶端 FC 顶点在开放前处于张力状态，而在开放时张力降低。
- 顶点张力在开放开始时降低：为了验证上述模型，研究人员进行了激光消融实验。他们发现，在开放前的阶段，激光消融顶端 FC 顶点会导致相邻顶点快速位移，而在开放阶段，位移则显著减少。这一结果与力感应蛋白的行为一致，进一步证明了 FC 顶点在开放前处于张力状态，且在开放前张力降低。
- Rok 定位于 FC 顶点并限制顶点开放：Rok 是肌动球蛋白收缩性的关键调节因子。研究表明，Rok 在开放前的阶段积累在顶端细胞边界和 FC 顶点附近，与活性 MyoII 的分布相似。当 Rok 被 RNAi 介导耗尽时，顶点处的 p-Myoll 信号显著降低，细胞显示出扩大的顶端轮廓和增大的细胞间隙。这说明 Rok 依赖的 MyoII 活性对于限制顶点开放至关重要。
- PP1 下调 MyoII 活性是开放所必需的：Rok 可以通过磷酸化 MRLC 激活 MyoII，同时抑制 MLCP（蛋白磷酸酶 1，PP1）来维持 MyoII 的活性。研究发现，PP1 催化亚基 PP1β 缺失会导致 MyoII 过度激活，FC 顶点在应开放时未能开放。相反，干扰 MyoII 活性则会导致过度的顶点开放。这表明 Rok 依赖的 MyoII 收缩性可使 FC 顶点保持关闭，而 MLCP 下调 MyoII 活性是顶点开放的必要条件。
- 顶点相关的 F-actin 阻止 TCJ 开放：F-actin 在开放前富集于顶端 FC 顶点，开放时从顶点退缩。用 Latrunculin A 处理可减少顶端 F-actin，导致 E-Cad 从顶点缺失和细胞间隙增大。这表明顶端的 F-actin 池对于维持 E-Cad 在顶点的定位和防止顶点过早开放至关重要。
- Enabled/VASP 对 FCs 中顶点相关的 F-actin 组装并非必需：Ena/VASP 是 F-actin 的关键调节因子，但研究发现，耗尽 Ena 功能对 F-actin 在顶端顶点的积累影响不大，对开放也无明显影响。这说明 Ena 在 FCs 中对顶点相关的 F-actin 组装功能可能存在冗余。
- 高渗休克诱导体外顶点开放：研究人员发现，用高渗培养基处理培养的第 9 阶段卵泡可诱导 FC 顶点短暂开放，类似于正常开放过程中的细胞间隙。这一现象表明，高渗处理可以在细胞 - 细胞连接和肌动球蛋白重塑为开放提供许可条件时，诱导 FC 顶点开放。
- Cofilin 依赖的 F-actin 解聚是打开细胞间隙所必需的：通过操纵 F-actin 动力学，研究人员发现，用 LatA 处理会抑制 F-actin 组装，导致细胞间隙开放但无法关闭；而缺乏促进 F-actin 解聚的蛋白磷酸酶 Ssh 的突变体则显示出减少的细胞间隙开放。这表明 Ssh/Cofilin 依赖的 F-actin 解聚对于顶点开放是必需的，而 F-actin 组装则有助于开放后的间隙关闭。
- 急性激活 Rho 信号足以阻止开放：研究表明，Rho 诱导的肌动球蛋白收缩性对于维持 FC 顶点关闭是必要的。通过光遗传学激活 Rho 信号，研究人员发现，在高渗休克时，激活 Rho 信号的细胞顶点开放明显减少。这说明急性激活 Rho 诱导的肌动球蛋白收缩性足以防止 FC 顶点开放。
综合来看，该研究揭示了果蝇卵巢滤泡上皮中，TCJ 开放是通过调节细胞顶点处的肌动球蛋白收缩性来实现的。在开放前，顶端顶点锚定的肌动球蛋白束产生张力，使顶点保持关闭，这依赖于 Rok 对 MyoII 的激活。而开放时，MyoII 重新分布，Rok 和张力感应蛋白从顶点撤回，同时 MyoII 被 MLCP 失活，F-actin 网络通过 Ssh/Cofilin 依赖的解聚作用发生重塑。这一系列精细的调控机制确保了上皮屏障在需要时能够短暂开放，完成物质运输等功能后又能迅速恢复完整性。该研究不仅为理解上皮屏障功能的调节提供了重要的理论基础，也为相关疾病的研究提供了新的思路，如在感染和炎症等情况下，上皮屏障功能异常可能与这些调控机制的紊乱有关。未来，进一步深入研究这些调控机制的细节，以及它们在不同生理和病理条件下的变化，将有助于我们更好地理解上皮细胞的生物学特性，为开发治疗相关疾病的新策略提供有力支持。
