細胞遷移 (cell migration) 也稱為細胞爬行、細胞移動或細胞運動，是指細胞在接收到遷移信號或感受到某些物質的梯度後而產生的移動。細胞遷移為細胞頭部偽足的延伸、新的黏附建立、細胞體尾部收縮在時空上的交替過程。細胞遷移是正常細胞的基本功能之一，是機體正常生長發育的生理過程，也是活細胞普遍存在的一種運動形式。胚胎髮育、血管生成、傷口癒合、免疫反應、炎症反應、動脈粥樣硬化、癌症轉移等過程中都涉及細胞遷移。
基本介紹
- 中文名：細胞遷移
- 外文名：cell migration
- 譯作：細胞移行、細胞移動或細胞運動
- 作用：精密調節。
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簡要介紹
若以移動方式與型態來比較，細胞遷移是通過胞體形變進行的定向移動，這有別於其他﹔如細胞靠鞭毛與纖毛的運動、或是細胞隨血流而發生的位置變化，而且就移動速度來看，相比起後兩者，細胞遷移要慢得多。舉例而言：成纖維細胞的移動速度為1微米/分，若以精子的平均遊動速度56.44微米/秒，即3384微米/分來比較，兩者約差距3000倍以上。角膜細胞（Keratocyte）即使比成纖維細胞快十倍，但是要完成從不萊梅到漢堡這93公里的路程仍需要17123年。而且細胞用力甚輕。成纖維細胞胞體收縮的力只有2×10-7牛頓，而角膜細胞的則是2×10-8牛頓（一牛頓約為人用手舉起一雞蛋所用的力）。
細胞遷移
細胞遷移但此細胞遷移“步緩力微”的運動特性，卻是細胞覓食、損傷的痊癒、胚胎發生、免疫、感染和癌症轉移等等生理現象所涉及到的。因此細胞遷移是目前細胞生物學研究的一個主要課題，科學家們試圖通過對細胞遷移的研究，在阻止癌症轉移、異體植皮等醫學套用方面取得更大成果。也因為細胞遷移獨有的運動特性，成為今生物學熱門研究方向。
最新研究發現：Nudel蛋白在細胞遷移過程中通過Cdc42GAP調節Cdc42的活性，從而揭示了一條新的調節Cdc42的信號通路，對於深入了解細胞遷移的調節機制有重要意義。
運動特性
細胞遷移是通過胞體形變進行的定向移動，這有別於其他如細胞靠鞭毛或纖毛的運動、細胞隨血流而發生的位置變化。遷移細胞的最顯著特徵就是細胞在移動平面上沿前後軸線的極化，尤其是當細胞在二維平面上爬行時，很容易區別其前端和後端。前端形成一個扁平的、無細胞器的扇形突出，稱為片狀偽足，後端是細胞體的主體並延伸成尾足。
遷移過程
細胞遷移的過程大致分為4步，① 細胞前端伸出片狀偽足；② 細胞前端偽足和細胞外基質形成新的細胞黏附；③ 細胞體收縮；④細胞尾端和周圍基質黏著解離，細胞向前運動。細胞遷移需要胞外、胞內信號分子調控細胞骨架動力裝置所給予的驅動力與肌動蛋白細胞骨架介導的黏附所提供的錨定力之間的協調運作。多項研究表明，黏著斑、黏著斑激酶、整合素及Rho家族蛋白等在調控細胞遷移中發揮著重要作用。
開關調節
細胞遷移很多時候，遷移的發生是由於細胞感受到了來自外界的信號，例如白細胞感受到細菌釋放的異常蛋白質。隨後，細胞就會打開自身內部的開關，啟動遷移過程。科學家們已經發現了一種名為Cdc42的酶是其中的一個重要開關。當細胞感受信號後，Cdc42就會被鳥嘌呤核苷酸交換因子（GEF）激活，處於“開啟”狀態。被激活的Cdc42分布在細胞運動前緣的區域，引起細胞骨架的極性分布，從而規定了細胞爬行的方向。然而，激活並不是無限的，活性的Cdc42可被GTP酶激活蛋白（GAP）失活，進入“關閉”狀態。GEF和GAP如同兩隻手，一手打開開關，一手關閉開關。但是，這兩隻手必須協調工作，才能精確地調控細胞遷移。在過去的研究中，科學家們對“打開開關的手”研究甚多，而對“關閉開關的手”如何作用缺乏了解。朱學良研究員的小組發現一種名為Nudel的蛋白質能控制這隻“關閉開關的手”，在必要時能將其與開關隔離，從而保證足夠多的開關處於開啟的狀態。
事實上，Nudel通過與GAP結合，阻擋了GAP對Cdc42的作用。但如果Cdc42過量，也能通過與Nudel競爭結合GAP而失活。在實驗中，研究人員發現缺失了Nudel的細胞爬行受到了很大幹擾，在600分鐘的視頻中，正常細胞已經運動了很長距離，而缺失細胞則幾乎在原地一動沒動。這一研究揭示了一條新的調節細胞遷移開關的信號通路，對於深入了解細胞遷移的調節機制有重要意義。該研究也為認識相關疾病的機理提供了一條新線索。
參考資料
[1] 何奕騉，曾憲錄. 細胞生物學. 第1版，北京:科學出版社, 2009.
[2] 陳槐卿. 細胞生物力學與臨床套用. 第1版, 鄭州:鄭州大學出版社, 2012.
