细胞就像人一样,必须联合在一起,才能做成事情——比如说,形成皮肤,或者肝,或者肌肉。而要做成这些事,还必须借助于能够辨认相似的细胞,并能牢牢粘连于其表面上的粘连分子才行。细胞一旦找到其同类,就像人一样,就要开始行动:它们可能需要分化成更为复杂的细胞类型,或者完全停止生长,即在癌细胞中消失了的,一种叫做“接触抑制”的过程。看起来,在正常的细胞中,一种信号至少要穿过某些粘连分子,才能到达细胞内部,传达要做些什么,但是,直到现在,对其中发生的细节,了解得很缓慢。
现在有两支研究队伍,正在探索粘连和信号之间的联动细节。他们相信在细胞信号中,有一种担任重要任务的酶,即所谓的受体蛋白酪氨酸磷酸酶(RPTP),起若粘连分子的作用。他们还发现一种细胞形成一种RPTP,能够识别并和其它细胞结合,表现为同类分子。在华盛顿大学工作的埃德蒙 · 费希尔(Edmond Fischer),一位促进酪氨酸磷酸酶领域发展的开拓者,同时又是1992年诺贝尔医学生理获奖者之一,他对识别之后却弄不清是什么信号这一发现,表示说“非常有趣”,他还说:“人们已经知道有些〔酪氨酸磷酸酶〕受体和粘连分子是同源的。所以,可以作以下推论,它们之中有些会在本身内形成相互作用,”这种说法似乎是可信。
酪氨酸磷酸酶发现于80年代后期,因其在细胞内起到酶的作用而得名:即能从蛋白质的酪氨酸残余物中,排除掉磷酸盐基因。而在酶族中,鲜为人知的酪氨酸磷酸酶的对应物,叫做蛋白质酪氨酸激素,具有相反的作用。把磷酸盐基因加到酪氨酸的残余物中,从而调节细胞的生长和分化。因为,它们和酪氨酸激素一样,能作用于同类生化转换。所以,酪氨酸磷酸酶在控制细胞生长和分化中,被认为承担着同等重要的作用。
令研究者们吃惊的是,他们发现许多酪氨酸磷酸酶,具有横跨膜受体的结构特点——这些分子在细胞膜的外面接收信号,传入细胞内。但是,当不同的RPTPs的细胞外部非常多种多样时,就可能和不同的分子发生反应,寻查这些腺体的工作已经减慢。新的研究工作表明,至少有些RPTPs,它们失踪的腺体就是受体本身。
冷泉港哈伯实验室的苏珊 · 布雷迪-卡尔内伊(Susann Brady-Kalnay),安德鲁 · 弗林特(Andrew Flint)和汤克斯这个研究组,在《细胞生物学月刊》上,发表了他们的研究结果,而由沃特 · 穆伦纳尔(Wouter Moolenaar)主持的荷兰癌症研究所的另一个研究组,也把他们研究的结果,发表于1993年8月的《生物化学月刊》上,二者都用一种基因替代人的受体酪氨酸磷酸酶,RPTPμ,插入昆虫细胞,对这种细胞本身来说,并不是正常的“粘性”,来论述酶的粘连能力。这些细胞也产生RPTPμ,并且戏剧性地在它们的表面上,团聚成块而显示出来。然而却不控制细胞,另外,在纽约大学由约瑟夫 · 施莱辛格(Josef Schlessinger)主持的研究组中工作的简 · 萨普(Jan Sap),她的一份未公布的研究表明,有一种密切相关的分子,RPTPk,也具有粘连的特性。
更有甚者,和纽约大学研究组合作的荷兰研究者们,取得了更进一步的进展。在一项没有公布的试验中,他们把表达RPTPμ的昆虫细胞和表达RPTPμ的昆虫细胞混合在一起,轻轻加以摇动,这两种类型的细胞就会迅速地找到同类细胞,形成两个区分开的团块,根本就不理会RPTPμ和RPTPk结构非常相似的这一事实。阿姆斯特丹研究组内,首先克隆出RPTPμ的研究生马丁 · 格布宾克(M · Gebbink)说:“它表明这些细胞——细胞相互作用是高度专化的,这使得我们把这些分子认为是真正的细胞识别受体有了信心。”
至今还没有人确切地知道细胞内部RPTPμ的粘连性,如何影响它的酶活性。有种预想是粘连性并不会直接改变受体磷酸酶的活性,但是有可能是间接作用。汤克斯说:“也许在相对抗的细胞上集合反应连结了两个RPTPμ分子,而发生了什么,因而限制了它们在那儿进入膜内,只能间接地控制酶活性。”
圣迭哥的索尔克研究所的托尼 · 亨特(Tony Hunter)说,目前新的发现,虽然有可能迅速搞清楚怎样把细胞连结在一起,以及这种连结如何支配细胞反应,因而加强了生物学家们的希望。亨特还是提醒人们要破译细胞群居生活的秘密还很遥远。”
[Science,1993年8月13日]