核纤层是维持细胞核刚度的主要结构2024-05-21 08:36:33
作为真核细胞的标志，细胞核是遗传物质储存、复制和基因转录发生的中心，也是细胞响应外界物理、化学刺激的重要细胞器。细胞核直径约为5~15 μm，被两层磷脂双分子膜组成的核膜所包裹，在空间上将遗传物质和细胞质分隔开来，形成核内特殊的微环境。根据其位置不同，核膜分为胞质侧的外核膜与核质侧的内核膜，两层核膜间具有20~50nm的间隙。ONM向胞质侧与内质网连通，向核质侧与INM 融合；在INM与ONM的融合处嵌入核孔复合体，通过其中央的环形通道介导了胞质与核内物质的选择性交换。细胞核内贴近INM处分布着致密的核骨架蛋白纤维网—核纤层，是维持细胞核刚度的主要结构。细胞核膜上还存在跨越ONM和INM的细胞核-细胞骨架连接复合体，该复合体由含有KASH结构域蛋白的Nesprin和SUN两类蛋白组成。LINC复合体在物理结构上连接了细胞骨架和细胞核，将细胞外的力学刺激经由细胞骨架传递至核内，进而影响染色质定位和基因表达。
细胞内机械力沿细胞骨架-LINC复合体传递的速度远快于生物化学信号传递的速度。施加在细胞膜表面的机械力沿着细胞骨架以约30m/sec的速度传播，而细胞质中通过扩散作用移动的小分子物质（如钙离子）的移动速度约为2µm/sec，细胞质中基于马达转运机制运输的生物大分子，移动速度仅为1µm/sec。相比之下，传递50µm（近似于从细胞膜到细胞核表面），钙离子等小分子扩散需25sec，基于分子马达运输需50sec，而机械应力沿细胞骨架传递仅需2µsec。因此，细胞外机械力不仅激活细胞膜上Piezo、整合素等力学感受器开启细胞内级联的生化事件，力学刺激可以通过细胞骨架-LINC复合体-核纤层这一系列物理连接结构直接被传递入细胞核，迅速地将物理信号转化为核内生物事件。
出自《细胞核生物力学研究进展》作者:刘中乾 齐颖新.
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