加州大学旧金山分校的科学家们发现，免疫系统中的一种关键细胞（中性粒细胞）以一种意想不到的方式进入备战状态.这一发现为了解发生在这些细胞内的过程提供了新的见解,并可能引发从脊髓损伤到癌症等各种疾病的治疗策略.
研究主要集中在中性粒细胞上,这是种最常见类型的白细胞.同免疫系统中的其他细胞一样,中性粒细胞的工作就是要找出并摧毁细菌、病毒或其他进入血液或器官的外来物。科学家已经知道，要做到这些，每一个细胞改变它无定形的形状形成一个单一的前缘突起接近入侵物并攻击。
细胞的前缘被认为向细胞的其余部分发出了某种类型的信号以防止二级战线的形成。至今，科学家们一直认为信号是由分子从细胞的一部分运动到细胞的其他部分所传递。然而，现在，加州大学旧金山分校的一支研究队伍证明，中性粒细胞是通过传输机械力来触发这种远距离的抑制作用。
这个过程依赖于肌动蛋白的组装，它在细胞中朝向细菌目标向外突出的部位聚集。
在近期发表于Cell杂志（2012年1月20日）上的文章中，研究小组发现，细胞的突起延展了细胞膜，从宽松到紧张，就像拔河比赛的绳子一般。张力沿着细胞膜从前往后传播。正是这种张力限制了突出前缘的活动。
"这种细胞限制自身表面特定区域活动的关键能力对于许多过程至关重要，从细胞分裂的调节到多细胞生物的形成及神经系统的布线等，"第一作者Orion Weiner博士说，加州大学旧金山分校心血管病研究所的助理教授。
这一发现可能帮助研究人员找出能促进或阻断细胞动员过程的新疗法，作为一种方法对疾病进行干预，他说。例如，脊髓损伤后，神经细胞不容易跨越损伤部分，影响了运动功能或导致瘫痪。可能有些药物能帮助神经细胞形成前缘并让它们跨过损伤部分，其他些药物可能会如它们在癌症中的作用一样，阻碍细胞的异常迁移，Weiner说。
Weiner和他的同事们开展了一些列的实验，得出了他们的结论。他们应用或移除中心粒细胞中的张力，并跟踪肌动蛋白的积累和细胞的运动。Weiner实验室的研究生Andrew Houk开展了许多实验。他们发现，张力是必要的而且足够来限制已有前缘突起的扩展，并避免细胞形成第二个突起。
"我们的研究证明张力是突出前缘形成过程中的中央调节器，"Weiner说，"现在的挑战是要弄清究竟是哪些分子对张力响应及如何响应。"
加州大学是世界一流的大学，致力于通过先进的生物医学研究、在生命科学和卫生专业高水平的研究生教育及卓越的病人护理推动全球的健康事业。（生物谷bioon.com）
doi:10.1016/j.cell.2011.10.050
PMC:
PMID:
Membrane Tension Maintains Cell Polarity by Confining Signals to the Leading Edge during Neutrophil Migration
Andrew R. Houk, Alexandra Jilkine, Cecile O. Mejean, Rostislav Boltyanskiy, Eric R. Dufresne, Sigurd B. Angenent, Steven J. Altschuler, Lani F. Wu, Orion D. Weiner.
Highlights： Neutrophil leading edge inhibits protrusion through a nondiffusive mechanism Membrane tension doubles during cell protrusion Membrane tension is sufficient for long-range inhibition of leading-edge signals Membrane tension is necessary to confine signals to the leading edge Summary： Little is known about how neutrophils and other cells establish a single zone of actin assembly during migration. A widespread assumption is that the leading edge prevents formation of additional fronts by generating long-range diffusible inhibitors or by sequestering essential polarity components. We use morphological perturbations, cell-severing experiments, and computational simulations to show that diffusion-based mechanisms are not sufficient for long-range inhibition by the pseudopod. Instead, plasma membrane tension could serve as a long-range inhibitor in neutrophils. We find that membrane tension doubles during leading-edge protrusion, and increasing tension is sufficient for long-range inhibition of actin assembly and Rac activation. Furthermore, reducing membrane tension causes uniform actin assembly. We suggest that tension, rather than diffusible molecules generated or sequestered at the leading edge, is the dominant source of long-range inhibition that constrains the spread of the existing front and prevents the formation of secondary fronts.
