研究背景
细胞迁移过程中,细胞尾部会形成收缩丝,并在其末端或交叉处产生直径约0.5–3 μm的迁移体。迁移体在细胞外释放后具有重要生理功能,但在释放前仍通过收缩丝与细胞体相连,实现长距离信号传递。然而,信号分子在局部高度富集的特性使得长距离信号传递机制尚不明确。
助力研究
2025年12月,北京大学陈扬团队在《Journal of Cell Biology》上以封面文章形式发表了题为“Contact-dependent incorporation of endoplasmic reticulum into retraction fibers and migrasomes”的研究。该研究首次揭示管状内质网可延伸至收缩丝并定位于迁移体中,依赖于微管调控的内质网延伸及内质网-质膜接触位点,进而促进胆固醇与钙离子的定向运输,调控迁移体的生长、稳定与局部分泌。特别是,该工作借助Polar-SIM超分辨成像系统,实现了对管状内质网动态行为的精准量化。


PolarSIM在该文章中的贡献
实时捕捉管状内质网的快速动态过程
本研究借助Polar-SIM超分辨成像系统,实现了对管状内质网动态行为的精准量化。通过定量分析发现,Rab10 Q68L过表达显著提升了RTN4C标记的管状内质网向细胞外围延伸的频率。这一关键数据为阐明"Rab10通过调控内质网延伸促进其定位于收缩丝与迁移体"的分子机制提供了直接证据,凸显了Polar-SIM在细胞器动态研究中的定量解析能力。

Video 6. Dynamic visualizations of time-lapse imaging showing L929 cells stably expressing GFP-RTN4C (gray) at 0.14-s intervals with a frame rate of 7.0 fps, illustrating the dynamic extension of tubular ER toward the cell rear. Scale bar: 10 µm.
视频6.稳定表达GFP-RTN4C(灰色)的L929细胞以0.14秒间隔进行延时成像,结果显示管状ER向细胞后方动态伸展。比例尺:10微米。

(F) Quantification of the stretch frequency of tubular ER at the trailing edge of migrating L929 cells. Data were collected from >30 cells across three independent experiments, with error bars representing mean ± SEM.
(F)对迁移的L929细胞后缘管状内质网的伸展频率进行定量。数据收集自超过30个细胞,来自三次独立重复实验,误差条代表平均值±SEM。
总结
该研究首次揭示管状内质网通过内质网-质膜接触位点定位于迁移体形成位点,并作为胆固醇与钙离子的远程传递枢纽,促进迁移体膜的扩展、结构稳定及其局部分泌功能。这一发现不仅拓展了对内质网动态行为的认识,也为理解细胞在迁移过程中如何实现精准空间信号传递提供了新机制。
艾锐Polar-SIM系统凭借其核心技术优势,为现代细胞动力学研究提供了强大的成像平台。其超高空间分辨率(~100纳米级别)能够清晰解析细胞器精细结构及其相互作用界面;极低的光毒性确保了活细胞在长时间观测下的生理活性,实现了对动态生命过程的“无损”监控;而高通量的快速成像能力则能精准捕捉毫秒级的瞬态生物学事件。这三者的结合,共同推动了超分辨成像技术从静态的形态学观察,向动态的、功能性的生命过程研究迈进,使其在细胞器互作、信号转导、细胞迁移与分裂等前沿领域成为不可或缺的关键工具。
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