我们竟是由无数触手怪组成的！可能藏着癌症入侵的秘密机制

▎药明康德内容团队编辑

想象一下，此时此刻你身体里不计其数的细胞正伸出触手在进行探索、移动甚至穿越组织，是不是觉得心头一紧。这些触手就如同章鱼的一样，四面八方地开展行动，直到确认可以完成自己所需的任务为止。

这类细胞触手有着一个通用的名字叫丝状伪足（filopodia），被认为普遍存在于各种类型的细胞中。丝状伪足对于细胞发育和迁徙有很大作用，像神经细胞中的丝状伪足就有着非常特殊的形态，它们对于树突和轴突的形成和功能有重要作用。

“即使细胞没有五官，但这些超级细微的丝状伪足可以帮助它们感知环境，识别细菌等外来物，”哥本哈根大学的生物物理学教授Poul Martin Bendix表示，但是如果他还告诉你这些触手能够卷曲、旋转，你是不是对细胞的超凡能力更加惊讶了。

▲丝状伪足对细胞的存活和发育非常重要（图片来源：参考资料[1]，credit：Niels Bohr Institute / University of Copenhagen ）

最近，Bendix教授和同事发表在《自然-通讯》的新研究揭示了丝状伪足的这一奇特性质。研究中遇到的最大困难便是丝状伪足的尺度非常小，想要用机械工具固定住它来观察会非常困难。

为此，Bendix教授找到了专业负责模拟生物活性材料的Amin Doostmohammadi教授，后者团队有着丰富的光学镊子操作经验，他们通过激光束来固定和移动丝状伪足，在搭配超精细化水平的显微镜条件下，研究团队就能追踪这些小触手的变化，并对它们的行为进行建模。

▲研究的主要作者之一Poul Martin Bendix教授（图片来源：学校官网个人主页 ）

研究团队根据观察和建模得到的结果，将丝装伪足的机械功能比作成了橡皮筋。在松弛状态下，橡皮筋是没有产生力的，但是一旦你弯曲或者旋转扭曲橡皮筋，那么它就会产生收缩力。这种情况与丝状伪足是一样的，它们也可以通过这种扭曲和收缩的结合方式，帮助细胞朝特定方向产生移动力，并且在移动过程中保持灵活性。

“无论是弯曲还是扭曲，细胞会以一种允许它们探索周围整个空间的方式来活动，它们甚至还可以以此穿过组织，” 研究的主要作者Natascha Leijnse表示，这一点让研究者首先想到的就是癌细胞。

▲丝状伪足可以扭曲、旋转，以此来帮助细胞发挥功能（图片来源：参考资料[1]，credit：Niels Bohr Institute / University of Copenhagen ）

癌细胞有着高度侵入性，它们会想方设法地完成克隆生长，再进行癌转移。这两个事件都离不开强大的组织入侵能力，研究团队认为癌细胞的这种特性离不开丝状伪足的帮助，它们的扭曲能力可能会异常强大，这样才能更好地穿过组织，“通过寻找抑制癌细胞丝状伪足的方法，我们或许就能抑制癌症进展。”Bendix教授表示。未来，他们想看看阻止哪些蛋白的表达可以抑制丝状伪足的功能。

当然，除了办坏事的癌细胞，身体中许多发挥重要功能的细胞同样会需要借助丝状伪足发挥功能，例如胚胎干细胞和大脑细胞，研究发现这类细胞的发育高度依赖丝状伪足。而研究还观察到免疫细胞正借助丝状伪足追踪和吞噬细菌，这种触手展开的画面正在我们体内上演……

参考资料：

[1] Octopus-like tentacles help cancer cells invade the body。 Retrieved Mar 28th， 2022 from https：//www.eurekalert.org/news-releases/947707？

[2] Filopodia rotate and coil by actively generating twist in their actin shaft。 Nature communication（2022）， DOI： 10.1038/s41467-022-28961-x。