新方法鉴定控制癌细胞运动和转移的蛋白质

Spatial proteomics of ER tubules reveals CLMN, an ER-actin tether at focal adhesions that promotes cell migration

荧光显微镜图像显示了Calmin蛋白（绿色），它有助于癌细胞移动并附着于其环境，在细胞底部肌动蛋白纤维（蓝色）尖端的细胞粘附（洋红色）中富集。

　　

25年4月9日-德克萨斯大学西南医学中心的研究人员使用一种新方法，读出细胞内特定位置的蛋白质，发现了一种在细胞粘附和运动中起关键作用的蛋白质。他们的研究结果发表在《Cell Reports》上，可以帮助研究人员更好地理解癌症转移和细胞分化等多种现象。

“我们的实验室长期以来一直对理解细胞的空间组织方式感兴趣。这项工作开发了一种新的生化方法，揭示了一种被称为Calmin的特征不明显的蛋白质的功能，”W. Mike Henne博士说，他是UT西南大学Harold C. Simmons综合癌症中心的细胞生物学和生物物理学副教授。他与第一作者Holly Merta博士共同领导了这项研究，Holly Merta博士是Henne实验室的博士后研究员。

Merta博士解释说，她，Henne博士和他们的同事最初对更好地理解蛋白质在内质网（ER）中的组织方式感兴趣，内质网是一种具有广泛功能的细胞器，包括储存钙，合成一些脂质和胆固醇，以及将蛋白质运送到其他细胞位置。因为执行这些功能的蛋白质被认为是在内质网中被组织成离散的位置，研究人员想知道哪些蛋白质在这些不同的位置被发现。

细胞生物学和生物物理学副教授W. Mike Henne博士是德克萨斯大学西南分校Harold C. Simmons综合癌症中心的成员。

为了做到这一点，他们开发了一种称为亚细胞器空间蛋白质组学的方法，通过将基因编辑工具CRISPR与TurboID（一种将化学标签添加到所有接近的蛋白质上的酶）相结合。这些被标记的蛋白质可以被分离和鉴定。通过有策略地将TurboID固定在已知的位于细胞内部特定区域的不同蛋白质上，研究人员可以创建蛋白质景观的“地图”。

研究人员将TurboID与已知位于内质网不同亚区的四种蛋白质融合在一起，然后与UTSW的蛋白质组学核心合作，识别所有标记的蛋白质。当他们检查哪些蛋白质位于内质网的膜小管时，他们惊讶地发现了Calmin蛋白，这是一种功能未知的蛋白质。

仔细观察发现，Calmin蛋白似乎与F-actin结合，F-actin是细胞骨架的一部分，细胞骨架是一种纤维网络，帮助细胞保持形状、移动，并通过称为局灶黏附的粘性连接与表面连接。当研究人员使用一种遗传技巧来消耗运动细胞中的镇静素时，细胞的移动速度明显减慢，并产生更多的局灶性粘连。导致细胞过度产生镇静素会产生相反的效果。

综上所述，这些发现表明镇静对于分解负责稳定局灶粘连、增加粘连周转的F-actin纤维是必要的。进一步的实验表明，镇定素通过增加依赖于内质网中储存的钙的分子信号来实现这一作用。

因为calm常在癌症中发生突变。Henne和Merta说，这种蛋白质可能是转移的关键，癌细胞扩散到原来的肿瘤之外。增加局灶粘连可以帮助转移细胞在新的解剖位置存活，建立继发性肿瘤。在发育中的神经元中也发现了Calmin，它可能对这些细胞的长延伸特征的生长很重要。研究人员计划在未来的研究中调查这些可能性。