Nature | 发现胚胎中细胞间信号传播新机制

在一项新的研究中，来自英国埃克塞特大学的研究人员发现了配体-受体复合物通过特殊突起在细胞间运输信号成分的复杂机制，这挑战了传统上仅根据受体表达来理解细胞反应性的观点。相关研究结果发表在2024年1月4日的Nature期刊上，论文标题为“Cytoneme-mediated transport of active Wnt5b–Ror2 complexes in zebrafish”。

在这篇论文中，这些作者研究了胚胎中细胞通信背后的机制，特别关注了斑马鱼中通过Wnt-平面细胞极性（Wnt–planar cell polarity, Wnt-PCP）信号通路传递化学信号的作用。

胚胎发育过程中的细胞通信主要通过化学信号发生，即信号产生细胞释放的配体与靶细胞表面上的受体相互作用。在斑马鱼胚胎中，Wnt5b与受体Ror2结合，从而触发Wnt-PCP信号通路来调节组织极性和细胞迁移。

通过荧光标记，这些作者发现有证据表明，Wnt5b和Ror2在信号产生细胞中形成活性复合物，并通过细胞导管（cytoneme）转移到邻近细胞。细胞导管是一种管状或管状囊泡状细胞丝状伪足结构，参与多种细胞功能。它们是一种探针或运输走廊，延伸到细胞边缘之外，从而与其他细胞相互作用。

这些由细胞导管运输的活性复合物能保持其功能，激活接收细胞中的 Wnt-PCP 信号，即使这些细胞缺乏功能性 Ror2 受体。这些发现挑战了仅基于受体表达的组织反应性传统观点，将细胞导管介导的细胞间信号复合物转移作为一种新发现的细胞间通信方法。

图片来自Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-023-06850-7。

这些实验涉及缺乏 Ror1 或 Ror2 的斑马鱼以及同时缺乏Ror1和Ror2的斑马鱼，以了解这些受体的作用。发送细胞中的 Wnt5b-Ror2 蛋白信号影响了细胞导管的形成，导致管状囊泡状结构变少但变长。

这项新的研究表明，通过细胞导管运输的 Wnt5b-Ror2 复合物在靶细胞中保持活性，激活了接收细胞的细胞间信号活动。细胞导管介导的信号蛋白传播影响了斑马鱼早期发育阶段的聚合、延伸和基因表达。

在胚胎发生过程中发现一种新的细胞间通信机制，可能对人类胚胎发生、产前发育和疾病状态、先天性残疾和癌细胞中的细胞间通信具有重要的临床意义。

参考资料：

Chengting Zhang et al. Cytoneme-mediated transport of active Wnt5b–Ror2 complexes in zebrafish. Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-023-06850-7.

Novel path of intercellular signal sharing discovered in zebrafish experiments
https://phys.org/news/2023-12-path-intercellular-zebrafish.html