
在大脑发育阶段,脑细胞的前体有时候需要从它们的原位置移动很长的距离才能到达目的位点,在这个过程中,一些蛋白,如FLRT蛋白,充当着指导分子的角色。马克斯普朗克神经生物学研究所的研究人员协同牛津大学及法兰克福的同事们研究发现前体细胞表面的FLRT蛋白可根据其结合的合作者诱导产生驱避或者是引诱的信号。科学家们利用X射线晶体学揭示了以FLRT为媒介粘连和排斥的结构基础。他们利用这个知识点阐明了这些逆信号是怎样控制细胞迁移的。这些信号主要是依赖于特定类型的细胞迁移。更进一步的研究表明,FLRT蛋白亦在血管壁上释放诱导或者驱避效应因子,从而控制其他类型组织的发育。
锥体细胞是大脑皮层的中央神经细胞。在胚胎发育阶段,锥体细胞的前体遵循胶质细胞脊髓轴突的路径,从其原来的位置迁移到大脑皮层。一旦到达目的地,它们就会发育成成熟的锥体细胞,并且内部链接成一个功能网。锥体细胞也可在这些皮层上扩张,但是我们对其这样切向迁移的意义仍然知之甚少。
锥体细胞前体的移动是由位于细胞表面的FLRT(纤连蛋白-富亮氨酸横跨膜蛋白)控制的。根据马克斯普朗克研究所的研究发现表明,FLRT及Unc5受体形成一组对细胞移动有逆向影响的指导蛋白。在另一方面,当FLRT分子在前体细胞表面与Unc5受体结合时,它们也充当驱避因子。“这样,随着前体细胞径向迁移,它会接收到一个信号,调整速度继续移动但不会提前进入外层。”马克斯普朗克神经生物学研究所的Rüdiger Klein解释道。
然而,如果两个相同的FLRT分子相互结合,就好触发一个粘连信号。科学家们的研究表明,锥体细胞切线移动时就是由这种方式引导,但不会影响它们寻找目标皮层。因此,具有诱导或者驱避作用的蛋白都是位于锥体细胞前体的细胞表面。“通过整合这些相反的信号,细胞可以通过脑组织发挥导航作用。径向迁移阶段,FLRT可诱导排斥;切向分散阶段,FLRT可诱导吸引。”Klein说。
在他们的研究中,科学家们也研究了FLRT粘连和排斥的作用机制是否也在其他类型的细胞中出现,结果发现,视网膜血管壁以及脐带细胞也是由FLRT及Unc5蛋白调控诱导与排斥信号结合来控制的。