科学家发现细胞内的“隐形气流”，或可解释癌细胞扩散

这项发表于《自然·通讯》的研究颠覆了长期以来关于细胞内蛋白质运输的传统观点。过去教科书普遍认为，蛋白质在细胞内主要依靠无方向的随机扩散（即布朗运动）到达目标位置；而本研究首次证实，细胞能主动产生定向的内部液体流动——类似大气中的‘水汽输送带’，高效地将肌动蛋白等关键蛋白‘推’向细胞前缘（即细胞伸出、迁移和修复组织的部位）。这一突破源于一次课堂实验：研究者凯瑟琳·加尔布雷斯与詹姆斯·加尔布雷斯博士在海洋生物学实验室授课时，用激光暂时‘关闭’细胞后部蛋白荧光，意外观察到前缘出现一道快速移动的暗带；进一步分析确认，这是可溶性肌动蛋白被定向流推动形成的波。他们发现，细胞通过后部收缩产生压力，像挤压半块海绵一样，精准引导物质流向特定区域；该流动不挑蛋白种类，可同时运输多种分子，大幅提升细胞突起、黏附和形变效率。更关键的是，这种流动被限制在细胞前端一个特殊区域，由肌动蛋白-肌球蛋白凝聚体构成的物理屏障所界定，形成一个无膜但功能明确的‘类细胞器’（pseudo-organelle）。为清晰捕捉这一现象，团队创新改造了荧光成像技术：不再淬灭荧光，而是在单点激活荧光分子并追踪其运动，命名为FLOP（荧光离开原点）。借助詹尼亚研究所独有的iPALM（纳米级干涉定位显微镜）和三维超分辨成像等尖端工具，他们首次在活细胞中直接‘看见’了这些亚细胞尺度的流动结构。该机制解释了为何某些癌细胞极具侵袭性——它们更高效地利用这套‘定向快递系统’，将运动所需蛋白快速送达前沿；而正常细胞与癌细胞虽拥有相似组分（如同一辆保时捷和一辆大众车零件相近），但系统组装与调控方式不同，导致行为差异巨大。因此，瞄准这一流动机制的差异，有望开发出特异性抑制癌细胞转移的新疗法。研究还提示，这类‘细胞内风’的微小变化，可能影响疾病发生发展，未来或在癌症治疗、药物递送、组织再生及人工细胞设计等领域产生广泛影响。