哺乳动物细胞生长过程中表面积与体积比（SA/V）近乎恒定的奥秘

研究人员探究哺乳动物细胞，发现其 SA/V 比在生长中近乎恒定，对细胞功能意义重大。

　　亮点：

• 哺乳动物细胞在生长过程中维持近乎恒定的表面积与体积比（SA/V）。
• 随着细胞体积增大，质膜会出现额外折叠。
• 恒定的 SA/V 比使细胞在各种大小下都能进行分裂和生长。
• 特定的膜成分呈现异速生长的大小缩放关系。

摘要：所有细胞都受到几何约束，包括表面积与体积比（SA/V），它会限制营养物质摄取、细胞最大体积和细胞形状变化。如同球体的 SA/V 比，人们通常认为细胞的 SA/V 比会随着细胞体积增大而减小。然而，质膜的结构复杂性使得在没有细胞壁的细胞中研究表面积颇具挑战。在此，研究人员利用单细胞测量细胞质量以及质膜蛋白质和脂质的方法，对近球形的哺乳动物细胞展开研究，以此将细胞表面成分的细胞大小缩放作为 SA/V 比的替代指标进行研究。令人惊讶的是，在多种增殖细胞系中，细胞表面成分与细胞大小成比例缩放，这表明随着细胞体积增大，SA/V 比近乎恒定。这种现象在很大程度上与细胞周期阶段无关，在静止细胞（包括原代人单核细胞）中也能观察到。此外，在多倍体化过程中细胞体积过度增大时，恒定的 SA/V 比依然存在。电子显微镜证实，这是由于较大细胞中质膜折叠增加所致。研究人员还观察到，特定的细胞表面蛋白质和胆固醇的大小缩放比例可能会有所偏差。总体而言，维持恒定的 SA/V 比确保了在广泛的细胞大小范围内，细胞有足够的质膜面积来实现诸如细胞分裂、营养摄取、生长和变形等关键功能。