细胞迁移到不同组织的原因有很多，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的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AmitPathak与生物医学工程博士生CarlyKrull以及2022年获得计算机科学与工程学士学位的李海仪发现，当他们给抗癌药物LeptomycinB对于健康细胞，细胞停止生长，但其细胞核中的几个竞争基因变得活跃。

“突然之间，一切都在细胞核中发生，”Pathak说。“减慢细胞速度的因素，使细胞更快的因素，使细胞凝聚的因素以及在细胞中产生力量的因素都变得活跃起来。所有这些因素通常都在相互竞争，而且它们都一起活跃起来。”

研究结果于2023年2月21日发表在eLife上。

细胞可以根据身体的需要动态和稳定地从上皮细胞(器官的主要组织类型之一)转变为间充质细胞。虽然这两种类型的细胞非常不同，但上皮细胞往往成群结队地粘在一起，并且可以经历上皮-间质转化，帮助它们发育成其他组织和器官。转变也可以逆转。

LeptomycinB属于一类被称为核输出抑制剂的药物，旨在阻止各种蛋白质从细胞核输出到细胞质中。在将来普霉素B给予健康的人类乳腺上皮细胞的几个月密切关注的实验中，Krull和Li评估了它们的迁移特征和上皮间质特征的变化。他们观察到细胞群变得更加上皮和间充质，并且细胞在组织样软表面上的迁移速度更快。

描述实验设计和研究假设的示意图。左图：核质转运和伴随的基因转录调控。右图(插图)：通过CRM1的核输出抑制改变了细胞的上皮和间充质特性并破坏了集体细胞迁移。图片来源：Pathak实验室

Pathak说，在这项工作之前，细胞可以同时是上皮细胞和间质细胞是不可想象的。

“在癌症中，目标是使细胞凝聚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，形成了细胞流，即使细胞核中存在混乱，细胞仍然粘在一起并加速了它们的迁移。”

Krull说，他们的研究结果表明，抑制核输出可以增强上皮细胞和间充质细胞的特性。

“这些发现可以阐明具有类疾病转化的细胞如何执行看似矛盾的任务，比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基质上的细胞迁移。”

“这是一个需要解决的难题，之前没有人展示过这一点，”Pathak说。“如果重点始终是缩小肿瘤，我们就永远不会发现这些其他表型。”

Krull说，该团队现在正在努力了解核输出驱动的细胞状态转变的时间尺度，以及如何在分子上控制这些转变。