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细胞迁移过程中,Integrin介导细胞与胞外基质间的粘着与解离是一个受到精细调控的动态过程。细胞的前缘受到微丝骨架组装所提供的推动力,发生突出或褶边运动,伴随这些运动在胞体底面不断生成新生粘着位点,介导细胞前缘与胞外基质形成稳定的粘着连接。伴随胞体的移动,新生粘着位点会逐渐演变为成熟的粘着结构,最终在细胞的拖尾端发生完全解聚,使胞体与胞外基质解离。通过这一动态过程,以及细胞粘着结构与微丝骨架之间的交互作用,推动整个细胞的协调前进。在这一基本而重要的生理过程中产生了一个关键问题:为了实现细胞运动,细胞前缘提供的推力必须要强于拖尾端的牵张力,而细胞前缘的新生粘着位点在形态上比拖尾端成熟的粘着结构,如粘着复合物和粘着斑,要小得多,因而,新生粘着位点结合胞外基质的强度理应更高,才能实现迁移过程中细胞前后缘的协调一致。 Nudel能够与多种不同蛋白质分子相互作用,从而在内膜系统运输、有丝分裂、神经细胞迁移等多种细胞生理活动中行使重要功能。本实验室前期研究还发现,在成纤维细胞NIH3T3中,Nudel在细胞前缘通过竞争性结合Cdc42GAP来稳定激活的Cdc42。 在这里,我们通过一系列研究发现,通过RNAi技术沉默Nudel的表达,可显著抑制细胞铺展和新生粘着位点的形成,导致胞体坍缩,而且这些表型并不依赖于Nudel对Cdc42的调控。经筛选发现,Nudel能够与Integrin相关蛋白质—Paxillin直接结合,且二者在细胞前缘伸展活跃的片状伪足区域发生共定位,这种共定位与新生粘着位点相伴随,但是在成熟的粘着结构中则没有共定位现象。 我们还发现,Nudel与Paxillin之间的相互作用受到另一种只定位于成熟粘着结构中的蛋白质分子FAK(粘着斑激酶)的阻断调控,这种阻断依赖于FAK与Paxillin的直接结合,而不依赖其激酶活性。人为将Nudel与Paxillin构建成为一个融合蛋白质之后,Nudel被强制定位到所有的粘着位点上,此时细胞粘着结构的结合强度和稳定性明显增强。反之,过表达任何具有阻断活性的FAK突变体时,都会产生类似Nudel沉默时细胞体坍缩的表型。 这些结果提示了一种新的分子机制:Nudel和FAK两个调控因子通过与Paxillin之间的相互拮抗的交互作用,使得新生粘着位点与胞外基质的结合能力选择性增强,从而调控粘着位点的动态变化,推动细胞迁移。