细胞通讯的研究进展

细胞通讯的研究进展

胡传鹏

（长春理工大学，朝阳区卫星路7089号0205114#，吉林长春130022）

摘要：细胞通讯是单细胞生物群体的社会性的维持和多细胞生物体内细胞的分裂和分化的基础。细胞间通讯的方式多样，作用广泛。本文仅从真核细胞和真核细胞间，原核细胞和原核细胞间，真核细胞和原核细胞间细胞通讯研究方面在近几年中的热点领域的研究进展作了简要的介绍。主要内容包括培养的动物细胞之间能够形成隧道小管使相邻细胞之间进行直接的以囊泡包被的形式进行的细胞质间的物质交流，群体生活的细菌通过分泌自诱分子诱导细胞浓度依赖性的特异基因表达以调节自身生理代谢状态从而适应外界环境的变化和协调与群内其他细菌之间的关系，同时包括真核细胞在与细菌共生和对病原菌进行免疫应答过程中信号通讯的方式和效应。

关键词：细胞通讯；隧道小管（TNTs ）；群体感应（QS ）；自诱分子（autoinducer ）

The Progress of Studying in Cell Communication

HU Chuan-Peng

(Changchun University of Science and Technology,0205114# Weixing Road 7089,

Changchun,Jilin 130022,China)

Abstract :Cell communication is social keeping and the division of the cell and foundation of the division in many cells organism of the unicellular organism colony. The way among the cells communication is various, and the function is extensive. This text is only among eucaryotic cell and eucaryotic cell, among prokaryotic cell and prokaryotic cell, eucaryotic cell and prokaryotic cell which above cell communication of progress of studying in hot field of these recent years make a brief introduction.The main content including can take shape among animal cell that trains tunnelling nanotubes(TNTs) enable carrying on the direct one between the adjoint cells for endosomes of the material among the cytoplasm carried on is exchanged.Bacterium of colony's life through secreting autoinducer lead the expression of the peculiar gene with density dependence in cells to regulate own physiological supersession state then adapt to the change of the external environment and coordinate with the

relation between other bacteria in group.At the same time this article includes eucaryotic cell survive with the bacterium together and signal news report way and effect in replying the immunity to pathogens.

Keyword: Cell communication ;Tunnelling nanotubes(TNTs);Quorum

sensing(QS);Autoinducer

细胞是生物有机体结构和功能的基本单位，无论是单细胞生物还是多细胞生物都是由细胞构成的。细胞间通讯（cell communication ）是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应[1]。细胞间通讯不仅对于单细胞生物群体的社会性的维持,而且对于多细胞生物的分化和发育以及相应生理状态的呈现和改变都存在着深远的影响[2,3]。依据参与细胞间通讯的细胞的类型,细胞间通讯可分为三类:真核细胞和真核细胞之间的通讯,原核细胞和原核细胞之间的交流,真核细胞和原核细胞之间的相互作用[3,4,5]。应该说，正是由于在漫长的进化过程中细胞间通讯方式的不断变化并趋于多样和精巧，才使得细胞与细胞之间形成了丰富的信息交流形式和复杂的信号传导网络，从而使原核生物和真核生物能够更好的生存和繁衍。

1 真核细胞与真核细胞之间的通讯

所有的动物和植物都是真核生物，大多数动物和植物还是多细胞生物，因此真核细胞间的相互作用直接影响着动物和植物的生长和发育。真核细胞间的相互作用不仅在方式上花样繁多而且各条信号通路相互之间往往形成网络从而使真核细胞之间的通讯变得丰富和精巧。植物细胞间的胞间连丝，动物体内相邻细胞间的膜表面黏附分子的直接接触，特征性的间隙连接以及高等动物体内的神经突触，激素调节等都是非常重要但相对研究的比较成熟的细胞间信息交流方式[1,2]。因此，本部分将不再对它们作详细介绍，而主要集中于当前研究中非常热门但相对不是非常为人熟知的真核细胞间的通讯方式----细胞通道（intercellular

channel ）。细胞通道不仅对于细胞间的交流同时对于多细胞有机体的发育和形态建成都是必要的[5]。

胞间连丝（plasmodesmata ）和小管（nanotubular ）分别是植物细胞和动物细胞的细胞间通道，两者的共同点是它们都是由肌动蛋白组成的细胞骨架支持并排除微管的参与[4]。植物细胞间的胞间连丝是相邻的植物细胞之间大分子物质的运输通道[2]。借助胞间连丝植物细胞的细胞质可以直接进行交流，从而使植物细胞间形成超细胞的整体性结构，因此胞间连丝曾被认为是植物细胞特有的细胞质直接联系的细胞间通讯方式[5]。然而借助3D 动态显微镜（3D live

microscopy ）， Gerdes 和他的同伴在体外培养的PC12 细胞中观察到高度精巧和动态的细胞间通道，通道建立在两个细胞之间，依赖于肌动蛋白，主要协助在细胞间选择性地转运胞内体来源的小泡，可以观察到以肌球蛋白驱动的胞内体小泡从通道小管的一侧进入从另一侧游出[6]。Frantis ˇek Balus ˇka 等人的研究表明动物细胞之间形成的这种小管富含肌动蛋白但是缺乏微管，因此又被称作隧道小管（tunnelling nanotubes ），简写为TNTs [5]。这一发现使人们认识到，在动物细胞之间也可能形成类似植物细胞的胞间连丝的结构，从而使动物细胞的细胞质也能够实现直接的交流。研究还发现肌动蛋白的多聚化与TNTs 的形成直接相关[6]，而另一方面，动物细胞的膜表面能经常性的形成一些以肌动蛋白为动力的特征性突出，包括microspikes , microvilli , stereocilia and filopodia [7]。而在海

胆原肠胚形成过程中丝状伪足能够快速的伸出和缩回[8]。

病理的黑色素细胞表面伸出的丝状伪足中含有分泌物质,而相关的角化细胞能够内吞黑色素[9]。由此，可以推测，动物细胞表面经常性的突出可能与TNTs 形成相关，它们更像是细胞对于环境状况的不断探测，并根据具体的环境状况决定是否相联接以形成TNTs 从而与相邻的细胞进行交流。但动物体内细胞之间通讯的真实的情况是否如此，