人类细胞与其环境之间的机械相互作用对于细胞运动、通信和传感等功能至关重要。虽然细胞没有视觉和嗅觉，但其表面也有类似章鱼触须一样的东西，因此它们的运动方式也与章鱼非常相似。
近日，发表在《Nature Communications》上的一项新研究中，来自丹麦哥本哈根大学的研究团队通过“光学镊子”揭示了所有活细胞的基本机制：它们利用章鱼般的“触手”探索周围环境并侵入组织。这一发现将对癌症、神经系统疾病和其他许多方面的研究产生影响。
众所周知，细胞没有视觉和嗅觉，但其表面配备了非常纤细的丝状伪足，好似缠绕在一起的章鱼触须。
丝状伪足是富含肌动蛋白的结构，存在于真核细胞表面。这些结构通过允许细胞探索其环境、产生机械力或执行化学信号传导而发挥着关键作用。它们的复杂动力学包括扭曲、拉伸等长度和形状的变化。
这些丝状伪足帮助细胞向细菌移动，同时它还充当将细菌识别为猎物的感觉“触角”。
在这项新研究中，研究人员通过显微镜在纳米尺度上观察免疫细胞向其目标细菌推进，这一过程就像是捕食者捕食猎物一样。在经过一番探索和运动后，免疫细胞最终“逮到”了目标细菌并将其吞噬。
丝状伪足移动细胞的方式与拉伸橡皮筋时的反应类似。我们知道，没有变形的橡皮筋没有力量。但当被扭曲时，橡胶就会收缩。同样的事情也发生在细胞中，以帮助其改变方向，同时保持丝状伪足的柔韧性。
因此，为了探索细胞周围环境中的整个空间，丝状伪足可以以一种扭曲的方式渗透到组织中的各个角落。
总之，这项研究提供了在丝状伪足中观察到扭曲和旋转机制的证据。值得注意的是，这种机制存在于各种不同的细胞类型中，从幼稚的干细胞到终末分化的癌细胞。
研究人员表示，不仅癌细胞有这种能力，所有的细胞都是如此。这一发现对研究胚胎干细胞和脑细胞的研究人员同样重要。这两种细胞在发育过程中都高度依赖丝状伪足。因此，了解细胞如何利用“触手”进行运动将有助于科学家们找出防止癌细胞侵入邻近组织并传播疾病的方法。
该研究通讯作者、哥本哈根大学NBI实验生物物理学实验室负责人Poul Martin Bendix说：“显然，癌症研究人员对我们的结果很感兴趣。癌细胞以其高度侵袭性而闻名。我们有理由相信，在检查周围环境和促进自身传播方面，癌细胞尤其依赖丝状伪足的功能。因此，可以想象，通过找到抑制癌细胞丝状伪足的方法，就可以阻止癌症生长。”
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-022-28961-x