細胞趨電性廣泛存在于多種生物學過程中
細胞在直流電場中因受電場誘導而做出的方向性遷移被稱為細胞的趨電性。早在19世紀, 研究人員已經(jīng)觀察到在電場中細胞向陰極運動的現(xiàn)象。大量研究表明, 細胞趨電性廣泛存在于多種生物學過程中, 包括胚胎發(fā)育、炎癥反應、腫瘤轉移、損傷修復以及組織再生等。直流電場對細胞遷移的指向作用不僅在培養(yǎng)細胞中, 而且在活體細胞里也得到了證實 , 并且發(fā)現(xiàn)許多不同類型的細胞在電場中朝特定的方向遷移。
當細胞的類型出現(xiàn)差異或者培養(yǎng)條件發(fā)生改變, 細胞則表現(xiàn)出不同的優(yōu)先朝向。大部分細胞朝向陰極遷移, 部分細胞朝向陽極遷移, 而少數(shù)細胞則隨電場強度的改變呈現(xiàn)出遷移方向的變化。研究表明, 在電場強度相同的情況下, 人角膜上皮細胞和人角質細胞朝向陰極遷移,角膜基質成纖維細胞朝向陽極遷移, 而黑色素細胞和皮膚成纖維細胞則沒有趨電性。
高爾基氏器被認為是細胞在電場中定向極化的標志。當沒有外加電場時, 高爾基氏器的分布是隨機的; 而當添加電場后, 細胞核與高爾基氏器的相對位置發(fā)生改變, 高爾基氏器朝向遷移方向聚集分布 。細胞偽足是細胞表面形成的含有肌動蛋白的突出物, 在細胞遷移的過程中起著至關重要的作用。當細胞處于電場中時,細胞極化程度、細胞外基質以及受體信號轉導等多重因素與電場共同誘導偽足的產(chǎn)生以及調節(jié)偽足的穩(wěn)定性和持續(xù)性 。細胞的趨電性受細胞內外多方面因素的共同影響。
目前, 人們對其機制還未*了解, 研究影響細胞趨電性的因素對于闡明細胞趨電性的具體機制具有重要的生物學意義。實驗研究顯示, 影響細胞趨電性的因素主要包括離子濃度、膜電位與電壓門控離子通道、細胞外基質與血清、生長因子及其受體、蛋白激酶和信號通路以及細胞骨架等。