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神经干/祖细胞(neuralstem/progenitorcells,以下称为神经干细胞或NSCs)的迁移对于哺乳动物神经系统的发育和损伤修复至关重要。细胞迁移过程包括细胞前端片状伪足的伸出、粘着斑的形成、胞体的收缩以及尾部粘着斑解聚。粘着斑(focaladhesion,FA)是细胞与周围环境的接触点,能够整合细胞内外信号调控细胞迁移。FA的形成具有时间性和空间性,多种粘着斑蛋白分级聚合先形成不稳定的细小的粘着复合物(focalcomplex,FX),在细胞收缩力的作用下招募更多的粘着斑蛋白逐渐成熟为相对稳定的FA和稳定的纤维状粘着斑(fibrillaradhesion,FB)。FA的组装和解聚即FA的周转(focaladhesionturnover)受到细胞内外信号在时间和空间上的调节,影响细胞的形状、伪足形成的部位和方向最终调控细胞的迁移。在快速移动的细胞中,多以细小的FX存在,其周转速率较快。我们之前的研究结果表明血管内皮生长因子(Vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)和基质细胞衍生因子-1α(stromalcell-derivedfactor-1alpha,SDF-1α)能够诱导NSCs的定向迁移,并与细胞的分化状态密切相关。本研究以此为切入点,研究FA影响和调控趋化因子诱导的NSCs定向迁移的细胞和分子机制。结果显示NSCs铺展需要FA的形成、周转和微丝的重组,不同分化状态的NSCs中FA的形成以及微丝的组装是不同的。划痕引起的细胞定向迁移过程中,与其他分化状态的细胞相比,分化0.5d和1d的细胞前端微丝聚合形成大的片状伪足,更多的FX在此聚集,细胞前后端FA分布不对称性更加明显。粘着斑激酶(focaladhesionkinase,FAK)和桩蛋白(paxillin)的活化参与调节FA的形成,在定向迁出的NSCs中,Y31-paxillin先于Y118-paxillin被激活且定位于细胞前端的FX和FA处,而Y397-FAK在所有的FX和FA中均有定位。VEGF和SDF-1α刺激均能引起NSCs中FA的分布和数量发生改变,促进细胞内部微丝向应力纤维的转变以及细胞周边片状伪足的形成。VEGF或SDF-1α对NSCs中FA组装和微丝重组的调节作用与细胞的分化状态有关,随着分化时间的延长,NSCs对趋化因子的响应程度降低。Westernblot显示响应VEGF或SDF-1α刺激时,不同分化状态的NSCs中Y397-FAK和Y31/118-paxillin的激活程度和维持时间存在差异。对VEGF和SDF-1α诱导的NSCs定向迁移中FA周转以及微丝重组进行分析,发现VEGF和SDF-1α均能诱导NSCs的定向迁移,但VEGF对细胞前后端FA的不对称分布以及细胞前端微丝重组、片状伪足发生的促进作用更强。而且,相对于其他分化状态,分化1d的细胞响应VEGF刺激时表现出更强烈的定向迁移特征。活细胞工作站跟踪观察定向迁移的细胞中FA的动态变化,发现VEGF能促进FX向着浓度梯度的方向持续生成,加快片状伪足前端的FX的周转,随着细胞前移该方向上已有的FX成熟变大从而形成FA;与此同时,后端的FA不断解聚向前滑动,细胞尾部剥离以利于细胞胞体的前移。重要的是,分化1d的细胞向VEGF定向迁移过程中,尾部FA向胞内的滑动速度相对其他分化状态更快,而表现出更强烈的定向迁移行为。本研究不仅对于揭示NSCs定向迁移的具体机制具有重要的理论意义,更为有效地利用NSCs治疗神经性疾病提供理论依据,从而通过提高NSCs的趋化迁移能力而制订有效治疗措施。