2015年1月16日 訊 /生物谷BIOON/ --在脊柱動物胚胎發育期間，特殊的信號分子會告知配一個細胞其所處的位置在哪兒，因此細胞就會以這種方式來形成自身獨特的結構和功能。近日，一項發表於國際雜誌Nature Communications上的研究論文中，來自卡爾斯魯厄理工學院的研究人員首次揭示了，這些信號分子可以通過長絲狀的細胞突出物被成捆地進行傳輸。
文章中，研究人員對斑馬魚研究揭示了信號分子的傳輸影響細胞間信號特性的分子機制。有機體、器官及組織都是包含成千上萬種不同類型細胞的複雜三維系統，在脊椎動物胚胎發育期間，每個細胞都需要得到其位置信息從而形成在後期履行特殊功能的細胞類型，這種信息可以通過信號分子來傳輸，也就是所謂的形態發生，這種形態發生不僅在組織中是同源分布的，而且其濃度也是不斷變化的，多種濃度可以激活不同的基因在靶細胞中進行表達。
在中樞神經系統中發育的細胞會接受來自Wnt家族蛋白的信號分子來作為其位置信息，Wnt蛋白的濃度決定了是否細胞分化為前腦細胞或是後腦細胞。研究者Steffen Scholpp教授指出，這些信號分子的分布必須被精確控制，其濃度或者傳輸方向的微小改變都會引發嚴重的損傷，比如胚胎發育期間大規模畸形的發生或者癌症的發生等。
文章中，研究者首次揭示了Wnt蛋白可以通過長的細胞突出物-偽足來進行特殊性傳輸，而信號分子僅可以裝載到偽足上，從而以這種方式實現細胞間的通訊；同時信號分子也可以結合靶向細胞的表面受體來誘導正確的細胞反應。如今細胞來源就可以精確決定哪些靶向細胞可以接收信號，以及接收的信號蛋白的量。
最後研究者總結道，本文研究中研究人員對斑馬魚和人類細胞系進行了深入的研究，成功實現了細胞偽足的重新製造，並且分析了Wnt信號形態發生的信號特性產生的改變。（生物谷Bioon.com）
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Filopodia-based Wnt transport during vertebrate tissue patterning
Eliana Stanganello, Anja I. H. Hagemann, Benjamin Mattes, Claude Sinner, Dana Meyen, Sabrina Weber, Alexander Schug, Erez Raz & Steffen Scholpp
Paracrine Wnt/β-catenin signalling is important during developmental processes, tissue regeneration and stem cell regulation. Wnt proteins are morphogens, which form concentration gradients across responsive tissues. Little is known about the transport mechanism for these lipid-modified signalling proteins in vertebrates. Here we show that Wnt8a is transported on actin-based filopodia to contact responding cells and activate signalling during neural plate formation in zebrafish. Cdc42/N-Wasp regulates the formation of these Wnt-positive filopodia. Enhanced formation of filopodia increases the effective signalling range of Wnt by facilitating spreading. Consistently, reduction in filopodia leads to a restricted distribution of the ligand and a limited signalling range. Using a simulation, we provide evidence that such a short-range transport system for Wnt has a long-range signalling function. Indeed, we show that a filopodia-based transport system for Wnt8a controls anteroposterior patterning of the neural plate during vertebrate gastrulation.