细胞迁移依赖于运动方向上快速且持续的边缘突起。构建边缘突起的肌动蛋白和黏附结构必须被促迁移信号通路同时调控，而黏附调控的贡献因无法选择性检测促进边缘突起的初始黏附而难以解析。本研究通过构建靶向黏附的 ERK 荧光共振能量转移（FRET）生物传感器 EKAR-FAT，定量分析 RAS→RAF→MEK→ERK 通路中 ERK 在初始黏附...
细胞迁移依赖于运动方向上细胞前缘的快速且持续性突起。构建边缘突起的肌动蛋白与黏附结构相互整合，促迁移信号通路必须同时调控二者以诱导突起。由于难以选择性检测促进边缘突起的新生黏附，黏附调控的贡献一直难以阐明。本研究将ERK FRET生物传感器靶向黏附，定量ERK的时空活性，解析RAS→RAF→MEK→ERK通路对新生黏附的调控如何贡献...
本研究调查单细胞在迁移方向改变过程中的氧（O2）消耗。这是首次将纳米拓扑结构与 O2 生物传感器集成于同一平台，可实时监测细胞 O2 消耗，并区分同向迁移与反向迁移细胞。作者采用先进纳米加工技术在光栅脊上制备纳米孔或纳米柱，并通过荧光显微镜、细胞迁移实验和 O2 消耗分析评估其效应。结果表明，位于光栅脊纳米柱上的细胞表现出更强的迁移...
局灶黏附（FA）是连接细胞外基质结合整合素与肌动蛋白细胞骨架的多蛋白复合体，并传递调控细胞黏附、细胞骨架动力学和迁移的信号。尽管FA中丝氨酸/苏氨酸磷酸化比酪氨酸磷酸化更丰富，其机制仍不清楚。蛋白激酶A（PKA）在细胞黏附和迁移中发挥重要作用，且其功能高度依赖亚细胞定位。本研究证明PKA存在于分离的FA-细胞骨架复合物中，并在活细胞...
细胞迁移对发育、稳态和伤口愈合至关重要，其异常调控与多种疾病相关。间充质细胞迁移依赖肌动蛋白聚合形成板状伪足，Scar/WAVE复合物是Rac下游激活Arp2/3复合物、介导分支状F-肌动蛋白成核的关键因子，但此前缺乏直接负调控因子。本研究鉴定Nance-Horan综合征样1蛋白（NHSL1）为Scar/WAVE复合物的直接结合伙伴...
传统细胞迁移检测通常依赖活细胞延时成像以追踪迁移路径，因而需要复杂的显微与培养硬件，且数据通量较低。本文开发了一种名为“按足迹追踪细胞”（TCF）的检测方法，其核心是一种机械-光学生物传感器。该传感器在感知局部细胞黏附力时发生不可逆荧光激活，使细胞在涂覆传感器的玻璃或弹性基底上迁移时留下荧光足迹。基于静态荧光图像，无需延时成像即可提...
ADAMTS（含血小板反应蛋白基序和金属蛋白酶域的血栓反应蛋白基序金属蛋白酶）是一类依赖Zn2+/Ca2+的分泌型蛋白酶，参与细胞外基质重塑及多种生理病理过程。本研究探讨ADAMTS-1是否参与细胞侵袭与迁移及其机制。作者通过条件培养基处理或CRISPR/Cas9敲除，改变卵巢癌细胞（CHO、NIH-OVCAR-3、ES-2）和NI...
本文通过在多种鸟嘌呤核苷酸交换因子（GEF）共有的结构铰链区插入荧光蛋白对，构建了用于检测 Dbl 家族 RhoGEF 活性的荧光共振能量转移（FRET）生物传感器。荧光生物传感器可映射信号分子在活细胞中的时空激活，但此前难以量化不同激活事件如何相互影响或贡献特定细胞行为。作者将 GEF 生物传感器与红移 Rho GTPase 生物...
在迁移细胞中，Rac 的激活受胞内信号通路在时间和空间上的精确调控，以保证在前缘形成特定细胞突起——板状伪足。整合素介导的黏附也调控细胞内局部 Rac 激活的信号通路，但相关研究很少。本研究通过靶向 paxillin 的 shRNA 降低 paxillin 表达，探讨整合素介导信号如何影响局部 Rac 激活。结果显示，降低 paxi...
Rho家族GTP酶由鸟苷酸交换因子（GEF）进行精确的时空调控。GEF-H1（ARHGEF2）是RhoA激活因子，被认为整合微管（MT）与肌动蛋白动态。本研究鉴定了GEF-H1自抑制序列（AID），并据此构建FRET荧光激活生物传感器GEF-H1 FLARE，以微米和秒级分辨率定量探测迁移细胞中GEF-H1构象变化、RhoA活性与细...
肌动蛋白细胞骨架的重排部分依赖于Rho家族小GTP酶在局部动态激活与失活。SWAP70可结合并激活小GTP酶RAC1，同时结合丝状肌动蛋白和PIP3。本研究构建了一种编码型生物传感器，利用Förster共振能量转移（FRET）在活细胞中实时显示SWAP70的构象变化。该传感器将mTurquoise和Venus分别融合于SWAP70两...
小 GTP 酶 Rab13 参与上皮细胞外泌体囊泡运输，其活性改变与人类癌症相关，但激活机制及在肿瘤进展中的作用不清。本研究鉴定 DENN 结构域蛋白 DENND2B 为 Rab13 的鸟嘌呤核苷酸交换因子（GEF），并开发一种基于 Förster 共振能量转移（FRET）的新型 Rab13 生物传感器，用于在活细胞中实时监测 Ra...
RhoA 与 RhoC GTP 酶氨基酸序列相似度达 92%，但在细胞迁移和形态调控中发挥不同作用。为解析二者差异，作者开发并验证了一种 RhoC 激活生物传感器 RhoC FLARE，并与已有 RhoA 生物传感器联合使用，比较细胞突起/回缩和巨胞饮过程中 RhoA 与 RhoC 活性的时空动态。结果显示，两种 GTP 酶在细胞边...
上皮性卵巢癌（EOC）是致死率最高的妇科恶性肿瘤，部分原因是其临床隐匿性转移。理解 EOC 扩散和侵袭机制可能提供抗转移治疗新靶点或转移病检测新方法。cAMP 依赖性蛋白激酶（PKA）在 EOC 中常失调，且 PKA 活性和通过 A 激酶锚定蛋白（AKAPs）的亚细胞定位是细胞骨架动力学和细胞迁移的重要调节因子。因此，我们研究 PK...
确定蛋白酶在细胞迁移和侵袭中的具体作用，需要在活细胞穿过细胞外基质时对其蛋白酶活性位点进行高分辨率成像。作者设计了一种新型荧光生物传感器，用于检测细胞外局部蛋白酶活性，并检验基质金属蛋白酶（MMP）功能在细胞迁移和侵袭三维胶原基质中的必要性。该探针含有间质胶原中的肽切割位点，可被 MMP-2、MMP-9 和 MMP-14（MT1-M...
膜型1基质金属蛋白酶（MT1-MMP）通过蛋白水解重塑细胞外基质，在癌细胞生物学中发挥关键作用。本研究利用荧光共振能量转移（FRET）成像技术开发了一种新型生物传感器，其传感元件锚定于细胞膜细胞外表面，可在活细胞中以亚细胞分辨率动态可视化 MT1-MMP 活性。表皮生长因子（EGF）在表达 MT1-MMP 的癌细胞中诱导显著 FRE...
Rho GTP酶是调控细胞形态和肌动蛋白细胞骨架的关键分子开关。已有研究表明，Rac1和Cdc42分别调控迁移细胞前缘的板状伪足和丝状伪足形成，而RhoA主要介导细胞后部收缩；但近期报道发现迁移细胞前缘存在RhoA/ROCK激活区。本研究利用基于FRET的RhoA生物传感器，在EGF刺激的MTLn3癌细胞中实时监测RhoA活性，发现...