生物物理所等揭示CD146使兩種細胞極性在時空上相偶聯的機制

圖示：CD146通過同步激活NFAT和JNK而使兩種細胞極性在時空上相偶聯

6月7日，國際期刊《自然-通訊》（Nature Communications）雜誌發表了中國科學院生物物理研究所閻錫蘊團隊與清華大學生命科學學院孟安明團隊合作的題為The signaling receptor MCAM coordinates apical-basal polarity and planar cell polarity during morphogenesis 的研究論文。

該研究利用斑馬魚作為研究模型，在對CD146（MCAM）在發育中的功能研究中發現：CD146可以同步激活NFAT轉錄反應和JNK的活性，使細胞的頂底極性和前後極性協調地同步建立，從而在時空上相偶聯。該研究還提示，具有催化活性的成型素類分子，可能是頂底極性建立的真正的空間誘因；CD146介導囊泡轉運所形成的極性分布，可能是細胞極性形成的最初的啟動因子。此外，該研究還發現：CD146的缺失，不僅會導致斑馬魚的胚胎器官Kupffer囊腔的發育異常，而且會引發後續的、全身性的器官左右不對稱分布異常。

細胞極性是指細胞中，特定胞質組分在一定空間方向上不對稱分布。細胞極性在細胞遷移、器官形成以及內臟器官的不對稱分布的建立等眾多生命過程中起著關鍵性的作用。2010年，「胚胎期不對稱現象是如何確定的？」，被美國的Science雜誌社列為125個人類將致力於研究解決的、最具挑戰性的科學問題之一。而且，細胞極性的異常與許多疾病（如癌症等）的狀態有關。因此，揭示細胞極性形成的未解之謎，對於深入理解細胞極性參與的生理與病理進程具有普遍意義。

細胞極性包括垂直方向上的頂端-底端不對稱極性和水平方向上的前端-後端不對稱極性。在胚胎期器官發育的形態發生過程中，頂底極性常指導同類型細胞的精確排列，而前後極性常控制纖毛的生長方向。癌症的發生髮展則常伴隨著這兩種細胞極性的消失以使癌細胞獲得更強的運動能力。這兩種完全不同的極性的建立，分別由兩套不同的蛋白質來執行和完成。解碼細胞這兩種極性的建立、是否偶聯以及偶聯的機制是生物學的一大挑戰。但是，目前發表的相關論文都是對這兩種細胞極性進行分別研究。

該成果為深入理解形態發生中的細胞的自組裝過程這一生命奧秘，提供了普遍的、規律性的解釋；為攻克「胚胎期不對稱建立的機制」這一具有挑戰性的科學問題，提供了全新的證據。而且，該研究為深入理解CD146分子在胚胎髮育、血管新生以及腫瘤轉移過程中的功能，提供了機制性的解釋。

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