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微管包括中心体微管和非中心体微管,在细胞迁移、细胞分裂及囊泡运输等诸多生物学过程中发挥重要作用。非中心体微管存在于上皮细胞、神经元细胞及肌肉细胞等多种细胞类型中。在Caco2上皮细胞中,CAMSAP3可定位于非中心体微管负端,且微管以CAMSAP3为核心不停地聚合和解聚,并且在短时间内CAMSAP3在细胞中某一固定位置保持相对稳定,推测其可能锚定在细胞器或其他细胞结构上,但具体机制及功能尚不明确。 我们以非中心体微管负端蛋白CAMSAP3的动态性变化为切入点,发现CC(1,2)结构域对非中心体微管负端的锚定和分布是必需的。随后通过质谱分析及免疫共沉淀证实CAMSAP3通过CC(1,2)结构域与ACF7第19个spectrin结构域互作。通过免疫荧光染色实验我们确认了ACF7依赖于CAMSAP3定位于非中心体微管负端。进一步研究表明,ACF7依靠其N端两个CH结构域将非中心体微管负端锚定在微丝上。在细胞前沿,MyosinⅡ介导横向应力纤维的形成并帮助其向胞内逆向流动。在此过程中,非中心体微管负端CAMSAP3可通过在微丝上的锚定跟随横向纤维一同向胞内发生逆向流动且依赖于ACF7及MyosinⅡ的活性。同时,微丝通过锚定CAMSAP3并带动其逆向流动对于调整CAMSAP3的定位、维持细胞前沿平行微管的长度及稳定微管的生长方向是必须的。另外,非中心体微管负端如果锚定失败,不论是ACF7敲降或CAMSAP3缺失CC(1,2)结构域,都会导致从CAMSAP3发出的EB2方向变紊乱,进而导致微管到达粘着斑的频率下降,最终影响了MAP4K4在粘着斑的定位及细胞迁移受阻。 综上所述,我们首次揭示了非中心体微管和微丝之间通过CAMSAP3-ACF7复合体建立的新的结构联系,使非中心体微管负端跟随横向应力纤维逆向流动,维持微管的生长方向以正确达到粘着斑处,从而促进细胞迁移。本研究成果为以后进一步探究非中心体微管在上皮细胞及神经元等细胞类型中的功能提供了新的思路及切入点。