图片:缺少“紧密连接”的细胞之间的“拔河”:由于细胞骨架(红色)，“赢家”细胞两侧收缩并向上隆起，而相邻的“输家”细胞则伸长。因此，细胞集体运动受阻，间隙无法有效闭合。
作者:Alexey Chizhik博士
细胞和谐共处的能力对我们身体的许多生物过程都至关重要，例如伤口愈合，或一个有机体的健康发展。这种运动是通过单个细胞之间的连接而实现的。反过来，这些连接是由不同的蛋白质分子建立的，这些蛋白质分子在相邻的细胞之间传递必要的力量和信息。Gttingen大学领导的一个研究小组，包括德累斯顿马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的研究人员，已经证明了特别紧密的连接——被称为“紧密连接”——在细胞运动中发挥着重要作用。此外，他们还调查了失去这些联系的后果。
研究人员使用一系列生物物理技术调查了细胞之间的联系。利用视频显微镜和自动化分析，他们检查了数千个活动的活细胞的特性超过20个小时。他们的研究包括观察细胞的大小、形状和流动性。特定的蛋白质也被染色，以发现当“紧密连接”连接丢失时，在分子水平上会发生什么。
如果这些特殊的连接缺失，邻近的细胞就不能像往常一样彼此配对。单个细胞开始非常强烈地收缩，一种“拔河比赛”在细胞之间展开。Gttingen大学的首席作者Andreas Janshoff教授说:“一些细胞获胜并缩小到很小的尺寸，而另一些细胞失败并被拉伸开来。在这个过程中，失败者细胞甚至开始更多地分裂，创造出越来越多的小赢家细胞。”收缩的细胞几乎不动，所以整个组织就像被冻结了一样。另一方面，如果细胞之间存在这些特殊的连接，细胞层仍然是非常灵活的，类似于液态水。例如，在健康组织中，伤口可以通过这种方式有效愈合，而上皮细胞同时维持其屏障功能。
G?ttingen大学的第一作者Mark Skamrahl说:“我们惊讶地发现，这种机制会在本质上相同的细胞之间产生极不平等的拉力赛。”“这种对细胞运动的拉锯战的负面影响是另一项关于细胞力学如何关键地决定生物功能的新发现。”
在之前的研究中，只知道一种称为“粘附连接”的连接在集体细胞运动中的机械作用。“紧密连接”的重要性不仅对理解细胞运动至关重要，它还有助于理解癌症。
文章标题Tight Junction ZO proteins Maintain Tissue Fluidity, Ensuring Efficient Collective Cell Migration