机械力调控的LIMD1相分离对黏着斑成熟和细胞迁移的作用研究
批准号:
32070746
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
吴聪颖
依托单位:
学科分类:
细胞极性与细胞运动
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴聪颖
中文摘要
黏着斑是细胞与细胞外基质互作的场所,也是机械力信号传入细胞的重要途径。黏着斑需要经历一个与机械力耦合的成熟过程才能具备细胞-微环境双向交流的功能。这一过程中近千种蛋白被迅速募集,但目前对其时空动态调控的机制还知之甚少。相分离近年来被用以解释无膜细胞器的动态组装过程和分子机制,并已在细胞-细胞紧密连接的形成中被证实发挥重要作用。相分离是否介导黏着斑成熟及力学响应成为本领域极具创新性和挑战性的问题。我们发现了LIMD1蛋白具有力敏感的黏着斑定位并可发生相分离。我们计划以黏着斑成熟过程的调控为核心科学问题,利用前期工作中建立的高通量黏着斑动态分析方法和定向迁移研究体系,全面阐明LIMD1及其(共)相分离对黏着斑成熟过程的影响、对细胞力学感应和定向迁移的作用。本研究将有望建立新的黏着斑成熟理论、拓展相分离的生物学意义,对伤口愈合、免疫应答和肿瘤转移等重要的生理、病理过程具有重要意义。
英文摘要
Cells sense and respond to extra-cellular environment through cell-matrix adhesions. Interestingly, the maturation of focal adhesions (FAs) is reciprocally force-dependent. How this mechano-chemical coordination is achieved at cellular and molecular levels remains enigmatic. Meanwhile, how biomechanical cues in the extracellular environment dictate the status of cell motility is yet to be determined. LIMD1, a member of the LIM domain proteins, localizes to the FAs and has been reported to negatively regulate cell signaling in response to tension. We identified the force sensitive recruitment of LIMD1 to the FAs and discovered the phase separation property of LIMD1 both in vitro and in vivo. Here we propose to study the role of LIMD1 (co)phase separation in focal adhesion maturation and directional cell migration. We propose a model in which localization of LIMD1 to the FAs, triggered by mechanical force, serves as a phase separation hub for assembling and organizing late FA proteins, allowing for effective FA maturation and efficient cellular mechano-transduction. Our study will shed new lights on fields of cellular adhesions and phase separation and will contribute to the understanding of processes involving cell adhesion and migration, including wound healing, immune responses and cancer metastasis.
细胞通过细胞-基质间的黏着斑来感知和响应细胞外机械力。黏着斑的成熟具有力学依赖性,但生物力学线索如何决定细胞的运动状态仍不清楚,黏着斑如何在空间时间上协调力的感知以及自我组装也有待研究。我们确定了LIMD1在黏着斑处发生机械力敏感的富集,揭示了LIMD1的多价相互作用可驱动其相分离的发生。相分离的LIMD1蛋白能够特异性富集晚期黏着斑蛋白。我们进一步发现LIMD1调节细胞铺展,维持黏着斑动力学和细胞收缩性,并对于趋硬性迁移至关重要。我们的结果表明,机械力诱导黏着斑处LIMD1的相分离,促进黏着斑的成熟,从而实现有效的机械转导和细胞迁移。通过Hessian-SIM超分辨显微镜,我们确定了内源黏着斑蛋白组分呈现出非连续的动态结构,将其称为elements。在进一步的探索中,我们揭示了vinculin elements具有相列性运动特征,并且可以为talin展开提供皮牛级别的力。这种相列性运动由细胞内的“主动力”维持,扰乱细胞内的主动力会显著影响talin激活,细胞黏附和收缩。这些结果定义了黏着斑的新结构,揭示了黏着斑在局部离散水平上的细胞机械转导机制。
细胞骨架在肝细胞肝癌肿瘤微环境中的生物力学调控及其对靶向药物疗效的研究
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批准号:81672457
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2016
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负责人:吴聪颖
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依托单位:
国内基金
海外基金