在考慮生理或病理條件下，細胞可作為大而緊密的上皮細胞轉移。儘管以前的大多數研究表明，遷移機制受到細胞間接觸的強烈調控，但物理限制對集體遷移的影響仍不清楚。
現在一項由達納赫·穆罕默德和比利時蒙斯大學教授西爾萬·加布里埃爾(Sylvain Gabriele)領導的研究表明，相鄰細胞的空間限制，會調節上皮組織的遷移速度，其研究成果發表在《自然物理》上，研究小組通過利用微製造技術來產生粘著微條紋。
以一種非常可控的方式再現了活體組織中觀察到的生理限制。這些體外模型允許研究人員把上皮細胞膠粘劑跟蹤從5至20µm寬度，沒有做任何細胞間粘連。研究小組使用了從中美洲黑鯛鱗片上採集的上皮細胞作為一個健壯的主要遷移模型。
細胞在有限的環境中遷移速度減慢，並改變了它們的三維形態，就像在緻密上皮組織中觀察到的那樣。研究小組發現，封閉的環境會減少細胞前部的突出力，並阻止後緣的局灶性粘連的成熟，從而導致前向推進力的降低。
這些發現表明，上皮細胞的單獨限制可以誘導類似的行為，並確定底物粘附區域的限制是決定細胞集體遷移速度的關鍵因素。物理學、表面化學和細胞生物學之間的聯繫再次揭示了迄今為止人們知之甚少的細胞機制，並為解釋集體遷移提供了一種通用的機制。
細胞集體遷移在整個發育過程、傷口癒合和許多疾病中都是基本的。儘管許多研究都集中在細胞與細胞的連接上，但在細胞集體遷移中，物理約束的作用仍不清楚。
研究使用不同寬度的粘附微條帶來模擬上皮組織中，跟隨細胞所經歷的空間限制。結果表明，底物區域限制足以調節細胞的三維形態，而不需要細胞間的粘附線索。封閉細胞遷移速度與其細胞底物粘附面積有直接關係。
近距離觀察發現，膠合區約束減少了片狀突出力，減少了前緣局灶複合體的數量，阻止了後緣局灶粘連的成熟，共同導致前向推進力較差。這些發現表明，上皮細胞的單獨限制可以誘導類似行為，並確定底物粘附區限制是決定細胞集體遷移速度的關鍵因素。
博科園｜研究/來自：蒙斯大學
參考期刊《自然物理學》
DOI: 10.1038/s41567-019-0543-3
交流、探討、學習、科學圈