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為了移動，細胞必須能夠快速改變形狀。美國研究人員發現，細胞通過在表面的褶皺和突起中儲存額外的“皮膚”來實現這一目標。相關研究近日發表于《生物物理期刊》。

細胞膜非常柔韌，但它們只能拉伸約3%而不破裂。有可以根據需要擴展的額外褶皺表面，能允許細胞移動和分裂，同時安全地保持細胞體積和膜的完整性。

“這是一種安全措施，因為你不能拉伸細胞膜，如果它破裂，細胞就會溶解和死亡，所以細胞需要這種儲備。”論文第一作者、北卡羅來納大學教堂山分校博士Maryna Kapustina說，“這些突起可以存儲大量的細胞表面，并且是高度動態的，這意味著它們可以快速變化，并立即在細胞周圍的其他位置重建。”

細胞表面突起的形狀和大小各不相同。有些被稱為氣泡，是細胞表面的圓形小腫塊，內部結構很少。氣泡在幾秒鐘內形成，幾分鐘后縮小。更大的突起需要更長時間才能形成，但由于它們具有由微管和肌動蛋白等組成的內部結構，因此可以維持1個多小時。

研究人員使用電子和熒光顯微鏡觀察了嵌入三維膠原蛋白基質中的圓形、雪茄形和不規則形狀的細胞，這些基質是一種膠原纖維網狀組織，其中的細胞可以擠壓和遷移。他們使用熒光標簽捕捉了細胞在幾個小時內表面動態和移動的時間間隔。

研究小組發現，當細胞呈圓形時，它們的表面粗糙而復雜，被許多微小突起覆蓋，如氣泡、微絨毛、絲狀足和褶皺。然而，當細胞持續突起時，這些額外的“皮膚”褶皺展開，它們的表面變得相對光滑，尤其是突起附近的區域。

研究人員認為，細胞表面“儲備”在間葉細胞和變形蟲運動中都很重要，這是細胞運動的兩種主要方式。在間葉細胞運動過程中，細胞黏附在環境表面上，然后利用收縮力將自己推到膠原纖維之間，或者沿著二維表面爬行。在變形蟲運動過程中（運動速度更快），細胞不依賴于黏附，而是由更小突起的快速運動推動。

研究小組認為，盡管微管的確切功能尚不清楚，但它們在調節間葉細胞和變形蟲運動中細胞過剩表面方面發揮著重要作用。“微管可能為細胞表面提供機械支持，或者它可能與激活細胞膜下的肌動蛋白有關，從而為穩定的突起創造一個活性位點。”Kapustina說，“當沒有這種活性部位來產生穩定的突起時，細胞基本上只會形成氣泡。”

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