細(xì)胞趨電性廣泛存在于多種生物學(xué)過(guò)程中
細(xì)胞在直流電場(chǎng)中因受電場(chǎng)誘導(dǎo)而做出的方向性遷移被稱(chēng)為細(xì)胞的趨電性。早在19世紀(jì), 研究人員已經(jīng)觀察到在電場(chǎng)中細(xì)胞向陰極運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。大量研究表明, 細(xì)胞趨電性廣泛存在于多種生物學(xué)過(guò)程中, 包括胚胎發(fā)育、炎癥反應(yīng)、腫瘤轉(zhuǎn)移、損傷修復(fù)以及組織再生等。直流電場(chǎng)對(duì)細(xì)胞遷移的指向作用不僅在培養(yǎng)細(xì)胞中, 而且在活體細(xì)胞里也得到了證實(shí) , 并且發(fā)現(xiàn)許多不同類(lèi)型的細(xì)胞在電場(chǎng)中朝特定的方向遷移。
當(dāng)細(xì)胞的類(lèi)型出現(xiàn)差異或者培養(yǎng)條件發(fā)生改變, 細(xì)胞則表現(xiàn)出不同的優(yōu)先朝向。大部分細(xì)胞朝向陰極遷移, 部分細(xì)胞朝向陽(yáng)極遷移, 而少數(shù)細(xì)胞則隨電場(chǎng)強(qiáng)度的改變呈現(xiàn)出遷移方向的變化。研究表明, 在電場(chǎng)強(qiáng)度相同的情況下, 人角膜上皮細(xì)胞和人角質(zhì)細(xì)胞朝向陰極遷移,角膜基質(zhì)成纖維細(xì)胞朝向陽(yáng)極遷移, 而黑色素細(xì)胞和皮膚成纖維細(xì)胞則沒(méi)有趨電性。
高爾基氏器被認(rèn)為是細(xì)胞在電場(chǎng)中定向極化的標(biāo)志。當(dāng)沒(méi)有外加電場(chǎng)時(shí), 高爾基氏器的分布是隨機(jī)的; 而當(dāng)添加電場(chǎng)后, 細(xì)胞核與高爾基氏器的相對(duì)位置發(fā)生改變, 高爾基氏器朝向遷移方向聚集分布 。細(xì)胞偽足是細(xì)胞表面形成的含有肌動(dòng)蛋白的突出物, 在細(xì)胞遷移的過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)細(xì)胞處于電場(chǎng)中時(shí),細(xì)胞極化程度、細(xì)胞外基質(zhì)以及受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等多重因素與電場(chǎng)共同誘導(dǎo)偽足的產(chǎn)生以及調(diào)節(jié)偽足的穩(wěn)定性和持續(xù)性 。細(xì)胞的趨電性受細(xì)胞內(nèi)外多方面因素的共同影響。
目前, 人們對(duì)其機(jī)制還未*了解, 研究影響細(xì)胞趨電性的因素對(duì)于闡明細(xì)胞趨電性的具體機(jī)制具有重要的生物學(xué)意義。實(shí)驗(yàn)研究顯示, 影響細(xì)胞趨電性的因素主要包括離子濃度、膜電位與電壓門(mén)控離子通道、細(xì)胞外基質(zhì)與血清、生長(zhǎng)因子及其受體、蛋白激酶和信號(hào)通路以及細(xì)胞骨架等。