Science新研究解析細胞融合機制

　　來自約翰霍普金斯大學的研究人員成功建立了一個高效的細胞融合系統，為研究細胞融合機制提供了一種新模型。科學家們發現，兩細胞融合并非如某些人所推測的那樣，是相等及相互的，而是由融合伙伴其中一個啟動及驅動。他們認為，這一研究發現有可能促成改善肌營養不良癥的治療，因為肌肉再生依賴于細胞融合，才能生成包含數百或甚至數千細胞核的肌纖維。

　　約翰霍普金斯大學基礎生物醫學科學研究所分子生物學和遺傳學副教授Elizabeth Chen博士說，該研究揭示了對于細胞融合發生至關重要的兩個元件。其中一個重要元件實際上通過改變細胞的支架——即它的細胞骨架，形成突起推動它們進入到其他細胞中，啟動了融合。

　　Elizabeth Chen研究小組過去曾見到過這種現象;2010年，他們利用高分辨率電子顯微鏡在發育果蠅肌肉中證實，一個肌細胞通過伸展手指樣突起進入到它的融合伙伴中，與其他肌細胞進行融合。然而，細胞融合不僅支持了肌肉構建，還有受精、胎盤形成、骨發育和免疫應答。Elizabeth Chen說，過去并不清楚手指樣突觸是否為肌肉外細胞融合所必需，或是突起是否真的驅動了融合過程。

　　為了在簡單系統中研究細胞融合旨在解答這些問題，Elizabeth Chen和她的研究小組希望能夠以果蠅非肌細胞構成的細胞系為起始，建立一種融合細胞培養物。由于這些培養細胞并非正常融合細胞類型，因此研究小組嘗試用一些被認為對果蠅肌細胞融合至關重要的蛋白質改造了細胞。然而，不論是單獨的蛋白質或是組合都不能誘使細胞融合。Elizabeth Chen說，研究人員陷入了困境。

　　隨后，他們了解到另一個研究小組在線蟲中發現了一種稱作Eff-1的蛋白，這一蛋白定位在細胞膜上，不僅能夠誘導線蟲中的細胞融合，也能誘導蛾培養細胞融合。當Elizabeth Chen研究小組將Eff-1導入果蠅細胞中時，只有10%的細胞發生了融合。而當他們導入Eff-1和另一種組織細胞骨架重塑的果蠅蛋白時，“大約 90%的細胞開始融合，我們有了自己的系統，”Elizabeth Chen說。

　　“重建活體外高效細胞融合，使得我們能夠以前所未有的細節觀察這一過程，推導作為細胞融合基礎的普遍原理。利用新系統，研究小組獲得了首批發現，其中包括Eff-1沿著手指樣突起聚集，在突起處兩個融合伙伴細胞緊密接觸。這向我們表明，這種侵入性手指其中的一個用途就是吸引兩個細胞中的促融合蛋白。我們對于這一研究發現感到非常興奮，因為它首次揭示了肌動蛋白細胞骨架驅動的膜突起和促融合蛋白質之間存在直接協同作用，這一原理將有可能適用于其他類型的細胞融合事件，”Elizabeth Chen說。

　　新研究認識帶來了一些新的問題，Elizabeth Chen說細胞融合系統將大大地幫助她及其他的科學家們們繼續開展細胞融合研究。充分地了解這一過程，研究人員或許能夠優化肌營養不良癥的細胞治療，將正常肌細胞移植到患者體內，然后使之融合以修復受損的肌纖維。