细胞由于各种原因迁移到不同的组织，包括器官发育、组织修复和癌症扩散。圣路易斯华盛顿大学麦凯维工程学院的研究人员在健康细胞核中发现了意想不到的活动，这为细胞力学提供了新的见解。

机械工程与材料科学副教授Amit Pathak与生物医学工程博士生Carly Krull和2022年获得计算机科学与工程学士学位的Haiyi Li合作发现，当他们将癌症药物Leptomycin B给予健康细胞时，细胞停止生长，但细胞核中的几个竞争基因变得活跃。

“突然之间，一切都发生在细胞核中，”帕塔克说。“减慢细胞速度的因素，使细胞更快的因素，使细胞凝聚力的因素以及在细胞中产生力的因素都变得活跃起来。所有这些因素通常都是相互竞争的，它们都一起变得活跃起来。

研究结果于21年2023月<>日发表在eLife上。

细胞可以根据身体的要求动态和稳定地从上皮(器官中的主要组织类型之一)到间充质改变性质。虽然这两种类型的细胞非常不同，但上皮细胞倾向于成群结队地粘在一起，并且可以经历上皮 - 间充质转变，帮助它们发育成其他组织和器官。过渡也可以逆转。

Leptomycin B属于一类称为核输出抑制剂的药物，旨在阻止多种蛋白质从细胞核输出到细胞质中。在几个月的密切关注实验中，将Leptomycin B给予健康的人类乳腺上皮细胞，Krull和Li评估了它们的迁移特征和上皮间充质特征的变化。他们观察到细胞群变得更加上皮和间充质，细胞在组织样柔软表面上迁移得更快。

在这项工作之前，很难想象细胞可以同时是上皮和间充质，Pathak说。

“在癌症中，目标是使细胞具有凝聚力，而不是迁移或间充质，如果它们迁移，你就会杀死它们，”Pathak说。“我们看到这些细胞变得有凝聚力，形成流，即使细胞核中存在混乱，细胞也粘在一起并加速了它们的迁移。

克鲁尔说，他们的研究结果表明，抑制核输出可以加强上皮和间充质特征。

“这些发现可以揭示具有类似疾病转化的细胞如何执行看似矛盾的任务，例如在保持在一起的同时快速迁移，”她说。“由于核输出抑制正在被优化以治疗癌症，并且已被证明可以减少癌细胞侵袭，我们预计我们系统中的迁移将完全减少。我们惊讶地发现，这种策略实际上提高了软底物上的细胞迁移。

“这是一个相当难以解决的难题，以前没有人表现出这一点，”帕塔克说。“如果重点始终是缩小肿瘤，我们将永远不会发现这些其他表型。

克鲁尔说，该团队现在正在努力了解核出口驱动的细胞状态转变的时间尺度，以及如何通过分子控制这些转变。