Entosis是一種非凋亡細(xì)胞死亡方式，由活細(xì)胞鉆入相鄰細(xì)胞形成Cell-in-Cell（CIC）結(jié)構(gòu)繼而導(dǎo)致內(nèi)部細(xì)胞發(fā)生死亡，在包括基因組穩(wěn)定、腫瘤進(jìn)化以及胚胎發(fā)育等多種生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮重要作用【1,2】。研究表明，entotic CIC結(jié)構(gòu)形成依賴于粘附連接（adherens junction，AJ）和肌動(dòng)球蛋白收縮（contractile actomyosin，CA）這兩個(gè)核心結(jié)構(gòu)元件的協(xié)同作用【3,4】。但介導(dǎo)AJ和CA協(xié)同作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和分子機(jī)制并不清楚。
研究人員首先利用免疫熒光實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)成像技術(shù)，捕捉到entotic CICs形成過(guò)程中內(nèi)外細(xì)胞交界處持續(xù)存在一種特殊的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，并鑒定出該結(jié)構(gòu)主要由vinculin分子構(gòu)成。隨后借助超高分辨率顯微鏡（SIM）層掃攝影且進(jìn)行3D重構(gòu)，發(fā)現(xiàn)E-cadherin在空間上被胞質(zhì)Vinculin夾在中間，形成三明治樣結(jié)構(gòu)。
圖A展示了entotic CICs形成過(guò)程中內(nèi)外細(xì)胞交界處存在的一種特殊環(huán)狀結(jié)構(gòu)。綠色表示E-cadherin。圖B展示了著力環(huán)處內(nèi)外細(xì)胞的E-cadherin在空間上被vinculin夾在中間，形成的三明治樣結(jié)構(gòu)。綠色表示E-cadherin，紅色表示vinculin。圖C展示了vinculin位于著力環(huán)處而MLC則分布在內(nèi)細(xì)胞的后皮質(zhì)處。綠色表示vinculin，紅色表示MLC。
Vinculin是一種力敏蛋白，可通過(guò)增強(qiáng)α-catenin和F-actin之間的相互作用來(lái)穩(wěn)定E-cadherin介導(dǎo)的AJ。研究人員利用免疫染色和熒光共振能量轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在entotic CICs形成過(guò)程中，vinculin在著力環(huán)處介導(dǎo)了力的傳遞，證實(shí)了富集Vinculin分子的MR是一種機(jī)械傳感器，可以充當(dāng)AJ和CA之間的連接元件以促進(jìn)CICs的形成。進(jìn)一步為了探索在CICs形成過(guò)程中MR、AJ和CA之間的動(dòng)態(tài)相互作用，分別使用Y27632和EDTA抑制CA和AJ。抑制CA和AJ均可導(dǎo)致MR消失，并明顯抑制CICs形成進(jìn)程，表明MR是在功能上與CA收縮、細(xì)胞間粘附共同參與CICs形成。研究人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，在多個(gè)細(xì)胞系中，敲低Vinculin會(huì)阻斷MR和CICs的形成，然而，幾乎不影響AJ和CA相關(guān)分子表達(dá)，表明了富含Vinculin的MR對(duì)于entotic CICs的形成是必需的，且可以作為關(guān)鍵結(jié)構(gòu)元件協(xié)調(diào)AJ和CA兩個(gè)已知的核心元件。
該研究提出了介導(dǎo)Entotic CICs形成的三元（AJ-MR-CA）工作模型：細(xì)胞-細(xì)胞間連接的E-cadherin介導(dǎo)的AJ通過(guò)β-CTN/α-CTN與皮質(zhì)F-actin相連，而CA在遠(yuǎn)離細(xì)胞連接的后皮質(zhì)收縮。細(xì)胞連接觸發(fā)了α-CTN中vinculin結(jié)合區(qū)（VBR）的暴露。暴露的VBR與鄰近vinculin的頭部結(jié)構(gòu)域結(jié)合，導(dǎo)致vinculin發(fā)生構(gòu)象變化并釋放其尾部結(jié)構(gòu)域，然后與F-actin相互作用。在存在張力的情況下，vinculin以這種方式被募集在MR處，從而加強(qiáng)α-CTN與肌動(dòng)蛋白的連接，最終促進(jìn)CICs的形成。
該論文第一作者為南方醫(yī)科大學(xué)博士研究生王嫚娜、軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院助理研究員牛祖彪、南方醫(yī)科大學(xué)碩士研究生覃鴻泉。軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院孫強(qiáng)研究員、南方醫(yī)科大學(xué)馬驪教授、首都醫(yī)科大學(xué)北京世紀(jì)壇醫(yī)院黃紅艷教授為該論文的共同通訊作者。
