A two-step search and run response to gradients shapes leukocyte navigation in vivo.
A two-step search and run response to gradients shapes leukocyte navigation in vivo.
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DOI：
10.1083/jcb.202103207
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发表时间：
2022-08-01
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
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作者：
之前的趋化性研究主要集中在突起和体外模型上。Georgantzoglou等人表明，中性粒细胞中的膨胀结构仅驱动体内的第一探索阶段，而最终的运动反应需要肌动蛋白流动和收缩的第二阶段。迁移的细胞必须解释化学梯度，以引导自己在组织内。一个长期坚持的原则是梯度通过前沿突起的重新定向来引导细胞。然而，最近的证据表明，在某些情况下，突起可以用于运动，这就提出了细胞如何解释体内内源性梯度以及是否涉及其他机制的问题。使用激光创伤试验在斑马鱼引起急性内源性梯度和定量分析，我们证明了一个两阶段的过程中白细胞在体内的趋化性：第一个“搜索”阶段，与刺激肌动蛋白网络的前沿，细胞减速，并转向。这之后是一个“运行”阶段，具有快速肌动蛋白流动，细胞加速和持久性。当肌动蛋白动力学受到干扰时，细胞无法分辨梯度，这表明梯度的纯空间感知不足以导航。我们的数据表明，细胞收缩性和肌动蛋白流提供记忆的时间感测，而扩展的前沿服务，以提高梯度采样。
Previous studies of chemotaxis have focused on protrusions and in vitro models. Georgantzoglou et al. show that protrusive structures in neutrophils only drive a first exploratory stage in vivo, while a second stage of actin flows and contractility is required for the ultimate motion response. Migrating cells must interpret chemical gradients to guide themselves within tissues. A long-held principle is that gradients guide cells via reorientation of leading-edge protrusions. However, recent evidence indicates that protrusions can be dispensable for locomotion in some contexts, raising questions about how cells interpret endogenous gradients in vivo and whether other mechanisms are involved. Using laser wound assays in zebrafish to elicit acute endogenous gradients and quantitative analyses, we demonstrate a two-stage process for leukocyte chemotaxis in vivo: first a “search” phase, with stimulation of actin networks at the leading edge, cell deceleration, and turning. This is followed by a “run” phase, with fast actin flows, cell acceleration, and persistence. When actin dynamics are perturbed, cells fail to resolve the gradient, suggesting that pure spatial sensing of the gradient is insufficient for navigation. Our data suggest that cell contractility and actin flows provide memory for temporal sensing, while expansion of the leading edge serves to enhance gradient sampling.
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DOI：
10.1126/science.abe7729
发表时间：
2021-06-18
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Kienle K;Glaser KM;Eickhoff S;Mihlan M;Knöpper K;Reátegui E;Epple MW;Gunzer M;Baumeister R;Tarrant TK;Germain RN;Irimia D;Kastenmüller W;Lämmermann T
通讯作者：
Lämmermann T
影响因子：
21.3
作者：
Case LB;Waterman CM
通讯作者：
Waterman CM
影响因子：
64.8
作者：
通讯作者：
--
影响因子：
10.6
作者：
Chan, TF;Vese, LA
通讯作者：
Vese, LA
影响因子：
21.3
作者：
Andrew, Natalie;Insall, Robert H.
通讯作者：
Insall, Robert H.