“红豆生南国, 春来发几枝” ——这句脍炙人口的诗句描述了植物通过分支来生长的现象。有意思的是，在自然界中分支形成也是各种动物器官发生过程中最基本的形式之一。目前人们关于脊椎动物分支形态发生的认知，绝大部分基于果蝇等无脊椎动物上的研究。
北京时间2022年2月16日凌晨，上海科技大学吕鹏飞课题组在Cell Reports杂志在线发表题为“LGL1 binds to Integrin β1 and inhibits downstream signaling to promote epithelial branching in the mammary gland”的研究论文。
该研究发现脊椎动物中上皮分支形态发生采用了一种与无脊椎动物迥异的方式，并且该过程受到极性蛋白LGL1调控。
基于之前在果蝇上的研究，人们一直认为细胞的定向迁移决定了分支形成的位点及其方向。但吕鹏飞团队发现，当小鼠乳腺上皮细胞缺失了一种重要的极性蛋白LGL1后，会丧失定向迁移的能力，但是乳腺的分支形态发生只是受到了较小的影响，这说明之前关于分支形态的模型需要被重新审视。
研究人员另一个意外的发现是，作为一个无脊椎动物中非常重要的极性蛋白，LGL1的缺失并没有导致上皮组织极性的丧失或者缺陷，这意味着其功能被其他的未知蛋白所弥补。由于细胞极性，即包括细胞器、膜结构域和细胞骨架等各种成分在细胞内的不对称分布，是所有活细胞的基本特征，对组织形态发生、细胞命运决定、细胞功能发挥和内环境稳态等多项重要的生物过程起着关键的调控作用，这些发现强调了研究脊椎动物上皮组织极性调控新机制的重要性。
最后，研究人员利用多种手段证明了LGL1通过结合并调控整合素β1信号通路，从而决定了乳腺上皮组织的定向迁移过程。
图：乳腺分支形态发生过程。
上海科技大学吕鹏飞课题组2020级硕士研究生马荣泽为论文第一作者，吕鹏飞教授为通讯作者。生命学院2020届本科生龚迪菲、2021届硕士游换阳、2021届博士许崇申、副研究员吕韵哲和加州大学旧金山分校Gabriele Bergers、Zena Werb、Ophir Klein以及斯坦福大学Claudia Petritsch参与了本项研究。上海科技大学为第一完成单位。
该项研究得到了科技部、国家自然科学基金委和上科大科研启动基金的支持。
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标签： 生物技术
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