Exocyst调控的囊泡运输促进果蝇卵巢边界细胞迁移和细胞极性的分子机制

细胞在运动时需要把胞外微弱的趋化因子浓度梯度转化成胞内很大的细胞极性，从而导致细胞往正确方向伸出片状伪足。这样的细胞极型是如何产生和维持的，目前所知不多。本项目前期工作发现Exocyst的一个亚基Sec3可能促进果蝇卵巢边界细胞在趋化运动中产生或维持细胞迁移关键分子（E-cadherin, RTK等）的极性分布。Exocyst是一个调控细胞胞吐和囊泡运输过程的八蛋白复合物，但是它促进细胞趋化运动的机制所知很少。在本基金申请中，我们的目标是：1）详细证明Exocyst 促进迁移细胞中的细胞极性的功能重要性。2）研究Exocyst负责运输哪一些决定细胞极性和细胞迁移的关键分子。3）揭示Sec3是否介导了Exocyst 的极性定位与功能。4）研究Exocyst受哪一些上游信号调控而产生极性定位。预计本研究会增强我们对囊泡运输促进细胞运动和肿瘤转移的分子机制的了解。

在集体细胞迁移过程中，通过对胞外引导分子梯度的反应，引导受体发信号给胞内信号分子，最终导致在细胞簇或细胞团的前端形成细胞骨架分子和引导受体自身的极性分布。这样的前-后极性是怎样产生和维持的尚不清楚。我们利用果蝇卵巢的边界细胞作为集体细胞迁移的模式系统，发现了一个名为PVR的RTK是循环小体和胞吐复合物的在前端细胞极性分布所必需。有意思的是，PVR是通过下游的信号因子小GTP酶Rac来正调控循环小体的水平，并且这一调控可能是由Rac的F-actin聚合能力来介导的。反过来，胞吐复合物成员Sec3也是RTK活性和F-actin极性分布所必需的。这与之前Rab11功能的报道是类似的。这些结果提示边界细胞簇中存在一个正反馈环，其中像PVR这样的RTK可作用在胞内并在前端细胞中诱导出较高的循环小体和胞吐复合物水平，从而反过来导致RTK的活性更在前端有极性的分布。此外，我们还提供证据表明，边界细胞驱动迁移的重要的粘性分子E-cadherin是Rab11标记的循环小体中特异的货物分子，并且Sec3也是携带E-cadherin的囊泡被拴连上膜所必需的。