新型细胞器改写教科书，迁移体你了解多少？

来源：生物学霸

很多有趣的科学发现，似乎是上帝巧妙的安排。

融化的巧克力诞生出微波炉，湿冷的夏天让弗莱明发现青霉素，屏幕上的骨骼暗示出 X 光的妙用……新型细胞器——迁移体（migrasome），也是源于清华大学生命科学学院俞立实验室偶然的发现。

近期，Novus Biologicals® 独家专访了俞立博士，下面跟随我们，一起了解关于迁移体这个新细胞器的故事。

迁移体：细胞器家族新成员

2010 年，潜心研究自噬相关项目的俞立博士在收集透射电子显微镜（TEM）图像时，第一次观察到带有管腔小泡的胞外大囊泡。当他注意到这些「石榴状」的结构后，就开始有意识地在 TEM 中寻找它们。很快他便意识到这些结构的特别，并开启了深入研究的历程。

首先，俞立博士团队分离纯化了「石榴状」结构，随后通过质谱鉴定，发现这一结构中富含蛋白质，尤其是 Tspan4（Tetraspanin-4），在其中高度表达。以 Tspan4-GFP 为标记，他们使用活细胞成像技术观察了该结构的形成，因这一结构在形成时依赖于细胞迁移，便将它命名为「迁移体」。

随着迁移细胞的移动，其后留下了长长的管状线条，称之为「收缩纤维」，大量的迁移体就在收缩纤维的尖端和交叉点上。在细胞迁移过程中，胞体持续地向迁移体中运输胞内物质。最后，收缩纤维断裂，迁移体被释放，继而被细胞外空间或周围的细胞所摄取，这暗示迁移体可能介导细胞-细胞之间的通讯。

研究人员证实，迁移体的形成依赖于细胞迁移和肌动蛋白的聚合作用。他们将这种细胞迁移依赖性的细胞内容物释放机制命名为「migracytosis」，即迁移胞吐作用[1]。

那么，如何鉴定迁移体呢？正如上文所述，最初发现的迁移体标志物为 TSPAN4，它同时表达于迁移体和收缩纤维上。后来发现迁移体富含整合素，而其在收缩纤维上仅有少量表达，可作为迁移体特异性的标志物。同时，整合素能介导迁移体与细胞外基质的黏附[2]。

同样是细胞外囊泡，迁移体和外泌体有何区别

关于这个问题，俞立博士给大家答疑解惑：

首先，迁移体不能属于严格意义上的细胞外囊泡。虽然脱离细胞的迁移体肯定是一种胞外囊泡，但是迁移体的许多功能是在他们脱离细胞体之前完成的。这就是其认为迁移体是细胞器而不是一种细胞外囊泡的原因。产生细胞外囊泡（脱离的迁移体）只是迁移体的众多功能之一。

其次，脱离的迁移体是一种胞外囊泡，但其与外泌体的区别很大。

大小不同：外泌体直径 50~60 nm，而迁移体直径约为 1~3 µm；

蛋白质组成有很大的不同：在迁移体和外泌体之间只有 20% 是相同的；

受不同的遗传途径调控，其生物发生过程完全不同：外泌体首先作为多泡体（MVBs）的囊泡产生，当 MVBs 与质膜融合时释放外泌体。相比之下，迁移体是由质膜上大结构域组装形成的。

虽然迁移体的功能尚不明确，但俞立博士团队最近的研究表明，迁移体和外泌体之间存在着重要的区别。迁移体富含趋化因子、细胞因子和生长因子等信号分子，这些信号分子会随迁移体的分布形成局部区域信号中心，从而参与调控斑马鱼胚胎器官形态发生[3]。并不确定目前是否有关于外泌体向其他细胞发送信号配体的报道。

迁移体在形态发生中发挥作用的模式图[3]

❖ 迁移体的具体功能是什么呢？在疾病起作用吗？

鉴于在胚胎发育过程中，迁移体可以将趋化因子、细胞因子、生长因子等一系列信号分子传递到一个空间受限的位置，从而将信号分子编码的化学信息与空间信息整合起来。基于一些初步的数据，俞立博士推测，同样的机制将在免疫反应、癌症转移、血管生成、伤口愈合和许多其他过程中发挥作用。

总的来说，迁移体还是一个较新的概念，许多谜团尚未解开。但不管结果如何，科研的乐趣不就在于揭秘的过程吗？

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参考文献：

1. Liang Ma, et al. Discovery of the migrasome, an organelle mediates release of cytoplasmic contents during cell migration. Cell Research.2015 Jan;25(1):24-38. (Cover Story)

2. Danni Wu, et al. Pairing of integrins with ECM proteins determines migrasome formation . Cell Research.2017; 27:1397-1400.

3. Jiang D, et al. Migrasomes provide regional cues for organ morphogenesis during zebrafish gastrulation. Nat Cell Biol. 2019 Aug;21(8):966-977.