美国俄勒冈健康与科学大学的研究人员发现，细胞内存在一个此前未知的系统，其作用类似于内部的“信风”，能迅速将重要蛋白质运送到细胞的前缘。这一发现改变了科学家对细胞运动、癌症扩散和伤口愈合的理解。3月30日，这项研究发表在《自然—通讯》上。

一张3D单分子超分辨显微镜图像显示了细胞内的单个肌动蛋白分子，每个分子均以单一点的形式呈现，并以极高的细节捕获。颜色表示细胞内的深度，从底部的蓝色到顶部的洋红色。蓝色和洋红色的点聚集形成弯曲结构，构成一道类似墙壁的屏障，将活跃的流体流动区域与细胞内部的其他部分隔开。图片来源：OHSU/Christine Torres Hicks

多年来，生物学教科书将细胞内的蛋白质运动描述为一种主要依赖随机扩散的过程。在该模型中，蛋白质漂移直至最终到达所需位置。新研究表明，细胞并非仅靠偶然。相反，它们能产生定向的流体流动，主动将蛋白质推向细胞的前缘，即细胞伸展、运动和修复组织的区域。

这一突破源于马萨诸塞州海洋生物实验室一门神经生物学课程中的意外发现。研究的共同通讯作者Catherine Galbraith博士和James Galbraith博士在进行课堂实验时，注意到了一些不寻常的现象。

研究团队使用激光，暂时使活细胞后端一条区域内的蛋白质不可见，以追踪它们的移动。这是研究细胞内运输的常用方法。实验过程中，他们发现细胞前缘出现了另一条暗带。

进一步研究表明，这条暗带代表了一波可溶性肌动蛋白（一种参与细胞运动的关键蛋白质）被迅速向前推动。此前，科学家认为肌动蛋白主要通过随机扩散到达该区域。新结果揭示了一种不同的机制。

“我们意识到教科书中的模型缺失了一大块内容。”Galbraith说，“细胞内一定有某种流动在推动物质向前。细胞确实会‘随流而动’。”

研究团队利用专门的成像工具，发现细胞能主动产生定向的流体流动，这些流动以比单纯扩散快得多的速度将肌动蛋白和其他蛋白质移向细胞前端。

这些流动是非特异性的，意味着它们可以同时携带多种类型的蛋白质。这就形成了一个高效的系统，支持细胞突出、粘附和快速形变。所有这些过程对运动、免疫反应和组织修复都至关重要。

这些发现可能有助于解释为什么一些癌细胞具有高度侵袭性。

“我们知道，这些高度侵袭性的细胞拥有这种非常巧妙的机制，能将蛋白质非常迅速地推到细胞前端需要它们的地方。”Galbraith说，“所有细胞内部的基本组件都差不多，就像保时捷和大众汽车有许多相同的零件，但当这些零件组装成最终的机器时，它们的行为和功能却截然不同。”

通过了解癌细胞如何使用这个系统与正常细胞有何不同，科学家或许能开发出减缓或阻止其扩散的新策略。

“如果你能理解这些差异，你就可以根据癌细胞和正常细胞工作方式的不同来设计未来的疗法。”Galbraith说。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-026-70688-6