《血影蛋白參與成肌細胞融合的機制》是依託華南師範大學，由段銳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：血影蛋白參與成肌細胞融合的機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：段銳
- 依託單位：華南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
細胞融合是受精，免疫，骨吸收，胎盤形成和骨骼肌發育再生等生理過程的關鍵步驟，但其機理還不完全清楚。本項目以成肌細胞融合為模型來研究細胞融合過程的分子機制。從果繩到哺乳動物的研究發現成肌細胞融合是一個非對稱性過程，即兩個融合伴侶中的進攻方利用肌動蛋白形成的突起驅動細胞膜向被進攻方靠攏，而被進攻方則利用II型肌球蛋白介導的收縮力做出反應。這一對推力和抵抗力推動融合伴侶的細胞膜儘可能接近，並產生高度張力以促進質膜融合。雖然進攻方形成長而尖的突起是成肌細胞融合所必需的，但這些突起在空間上是如何形成和被限制仍是一個迷。我們初步研究發現細胞質膜結構蛋白-血影蛋白(Spectrin)可能是上述迷團中的關鍵分子，而Spectrin在成肌細胞融合過程中表現出的機械力感應特性有可能是解答上述迷團的關鍵。本研究將綜合利用遺傳，細胞與分子生物，生物物理等相關技術來研究Spectrin參與成肌細胞融合的分子機制。
結題摘要
細胞融合是受精，免疫，骨吸收，胎盤形成和骨骼肌發育再生等生理過程的關鍵步驟，但其機理還不完全清楚。本項目以成肌細胞融合為模型來研究細胞融合過程的分子機制。從果繩到哺乳動物的研究發現成肌細胞融合是一個非對稱性過程，即兩個融合伴侶中的進攻方利用肌動蛋白形成的突起驅動細胞膜向被進攻方靠攏，而被進攻方則利用II型肌球蛋白介導的收縮力做出反應。這一對推力和抵抗力推動融合伴侶的細胞膜儘可能接近，並產生高度張力以促進質膜融合。雖然進攻方形成長而尖的突起是成肌細胞融合所必需的，但這些突起在空間上是如何形成和被限制仍是一個迷。血影蛋白在傳統的認知中是一種維持細胞形態和保護細胞免受外力損傷的膜骨架蛋白。在本研究中，我們發現其在果繩骨骼肌細胞融合過程中呈現出機械力敏感效應。具體來講，在進攻方入侵被進攻方時，血影蛋白動態地聚集在被進攻方的融合突觸處。我們利用遺傳學、細胞生物學、生物物理學以及數學建模等多種方法與技術，解釋了這一動態聚集過程的機制。我們在實驗中首次呈現出血影蛋白對剪下形變敏感，而這種形變在細胞融合突觸處特別明顯，因此血影蛋白可以高度聚集在這些部位。同時，這種動態聚集形成的網狀結構一方面作為分子柵欄限制了膜上粘附分子的移動，在另一方面又作為分子篩形成了入侵突起的底部結構，增大了突觸的張力，以利於細胞膜的融合。我們的研究在國際上首次發現血影蛋白是一個機械力敏感蛋白，這對於理解其在細胞動態過程中的作用有更普遍的意義。此外，本項目的研究成果進一步促進了我們對細胞融合這一基礎生命現象的細胞生理學機制的理解。項目屬於基礎理論研究，其成果對豐富發育生物學，生理學及病理學的相關基礎理論，同時也對臨床干預與細胞融合有關的疾病有相應的理論指導價值。
