郭巍博士Cell子刊解析细胞迁移机制

生物通报道  近日来自宾夕法尼亚大学的研究人员在Cell旗下子刊《Current biology》上发表了题为“Exo70 Stimulates the Arp2/3 Complex for Lamellipodia Formation and Directional Cell Migration”的研究论文，证实Exo70刺激Arp2/3复合物是片状伪足形成和定向细胞迁移的必要条件。

领导这一研究的是宾夕法尼亚大学生物系副教授郭巍（Wei Guo）博士。目前主要从事细胞迁移、胞吐和癌细胞侵袭等方面的生物学研究。在细胞生物学研究领域取得了一系列显著成就，在具有国际影响力的期刊Nature cell biology、PNAS等发表论文30多篇。现受聘为厦门大学客座教授。

细胞迁移涉及对肌动蛋白（actin）骨架和质膜重塑的双重动态调控。细胞迁移是由actin的组装状态所驱动，细胞通过组装actin纤维分支网络而形成运动前缘的细胞突起。Arp2/3复合体是使actin成核形成丝状actin网络的核心装置。除了actin聚合作用，细胞迁移还需要极化的胞吐作用向膜前缘提供脂类和蛋白质。Actin动态和膜运输必须在空间和时间上受到紧密协调，才能实现有效细胞迁移。

近年来一些研究证实Exocyst是胞吐作用和质膜重塑所必需的一种进化保守的八聚体蛋白复合物。Exocyst的组件Exo70可诱导像丝状伪足的质膜扩展。在这篇文章中，研究人员利用体外actin聚合分析和延时全内反射荧光显微镜，发现Exo70充当了Arp2/3复合体的动态激活子，促进了肌动蛋白丝成核作用和分支。他们还进一步证实Exo70是通过促进Arp2/3复合体与N-WASP/WAVE促成核因子家族成员WAVE2的相互作用介导对actin的效应的。在细胞水平上，Exo70对于Arp2/3复合物的刺激效应是板状伪足形成和维持定向持续细胞迁移的必要条件。

新研究证实Exo70动力学刺激了Arp2/3介导的actin组装，Exo70-Arp2/3互作调控了板状伪足的形成和细胞迁移。这些发现为我们提供了细胞形态发生和迁移过程中有效细胞膜突出所需actin聚合作用和分支的新调控机制。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Exo70 Stimulates the Arp2/3 Complex for Lamellipodia Formation and Directional Cell Migration

Directional cell migration requires the coordination of actin assembly and membrane remodeling. The exocyst is an octameric protein complex essential for exocytosis and plasma membrane remodeling [1,2]. A component of the exocyst, Exo70, directly interacts with the Arp2/3 complex, a core nucleating factor for the generation of branched actin networks for cell morphogenesis and migration [3,4,5,6,7,8,9]. Using in vitro actin polymerization assay and time-lapse total internal reflection fluorescence microscopy, we found that Exo70 functions as a kinetic activator of the Arp2/3 complex that promotes actin filament nucleation and branching. We further found that the effect of Exo70 on actin is mediated by promoting the interaction of the Arp2/3 complex with WAVE2, a member of the N-WASP/WAVE family of nucleation promoting factors. At the cellular level, the stimulatory effect of Exo70 on the Arp2/3 complex is required for lamellipodia formation and maintaining directional persistence of cell migration. Our findings provide a novel mechanism for regulating actin polymerization and branching for effective membrane protrusion during cell morphogenesis and migration.

作者简介：

郭巍博士

厦门大学客座教授，宾夕法尼亚大学生物系副教授。目前主要从事细胞迁移、胞吐和癌细胞侵袭等方面的生物学研究。郭巍博士早年在美国爱荷华大学医学院生理学和生物物理学系获得博士学位，继而在耶鲁大学医学院细胞生物和遗传学系从事博士后研究。2001年起至今一直在宾夕法尼亚大学从事研究工作。郭巍博士在细胞生物学研究领域取得了显著的成就，在具有国际影响力刊物如Nature-Cell Biology、Mol Biol Cell、EMBO J、PNAS等发表论文30余篇。郭巍博士取得的成就获得了同行的认可和赞誉，被众多的知名学府耶鲁大学、加利福尼亚大学等受邀讲学。目前主持多项科研基金，且担任许多影响力杂志的审稿人。