波形蛋白-核相互作用在细胞持续通过受限空间运动中的作用

细胞穿过狭小空间的能力取决于细胞骨架的机械特性与核的可变形性。在哺乳动物细胞中，细胞骨架由三种相互作用的半柔性聚合物网络构成：肌动蛋白、微管和中间丝（IF）。近期对有和无波形蛋白的小鼠胚胎成纤维细胞的实验表明，IF 波形蛋白在受限细胞运动中发挥作用。因此，我们开发了一个细胞在受限几何中运动的最小模型，有效包含了全部三类细胞骨架丝，细胞由肌动球蛋白皮质和可变形细胞核以及两者皮质（外部肌动球蛋白皮质与内部核皮质）之间的机械连接构成。通过减少波形蛋白量，我们发现无波形蛋白细胞的速度通常快于含波形蛋白细胞。无波形蛋白细胞在受限中也具有更多变形核。最后，波形蛋白影响核在细胞内的定位。假设当核位置偏离细胞质心越远，微管在特定方向上更加取向以增强细胞持续性或极性，我们证明无波形蛋白细胞比含波形蛋白细胞更具持续性。增强的持续性表明无波形蛋白细胞更受限于受限环境，因为其依赖于中心体与核及其他细胞骨架连接的串扰的内部极化机制被削弱。换言之，无波形蛋白细胞更依赖外部线索。我们的建模结果为近期实验提供了定量解释，并对理解波形蛋白在上皮-间质转化中的作用具有意义。