6月8日，中國科學院上海生命科學研究院神經科學研究所蒲慕明組在《細胞生物學期刊》發表了題為《牽引力的時空動態性顯示遷移神經元有三個收縮中心》的科研論文。這項研究通過測量并干預單個神經元在遷移過程中的牽引力變化，闡明了遷移神經元的動力學規律。

神經元遷移是腦結構發育中*的一步，遷移紊亂會導致多種腦疾病，包括智力缺陷。過去的研究多側重于神經元遷移的分子機制，對其力學機制卻鮮有涉及。這項研究直接測量了神經元遷移過程中的牽引力。所使用的測量技術是牽引力顯微鏡學（TFM）。將分離打散的小腦顆粒細胞（GC）培養在一種彈性基質——聚丙烯酰胺凝膠（PAA）上，通過共聚焦顯微鏡觀察細胞運動所導致的PAA形變，即可計算出對應的牽引力。該研究*次詳細闡述了遷移神經元的動力學特性，加深了對神經元遷移機制的理解。

通過直接測量，該研究發現，神經元的牽引力主要在三個特定的位置產生。這三個位置被命名為收縮中心，分別是前導突起遠端（dLP）、前導突起近端（pLP）和尾突起（TP）上。無論神經元是否遷移，收縮力都隨著時間非常活躍地動態變化。當dLP、pLP與TP的收縮力不均衡時，神經元即發生遷移。收縮力的產生依賴于肌動蛋白與微絲，其波動性依賴于微絲的動態變化。微管也參與了收縮力的調節，用藥物解聚微管可以極大增強收縮力。細胞通過整合素與細胞外基質相連接。該研究還發現，不同于靜止GC，遷移中的GC前端的粘附強于尾端。盡管神經元中并沒有成纖維細胞那樣典型的黏著斑結構，抑制黏著斑激酶依然能夠增強GC的收縮力。神經導向因子能夠調節神經元運動的方向。該研究發現，局部施加腦源性神經生長因子（BDNF）和Slit2，能夠分別增強和抑制近端的收縮中心的活性，使GC兩端的收縮力不對稱分布，從而使GC定向遷移。

（a）小腦顆粒細胞（GC，綠色實線）的應力差分圖顯示三個不同的收縮中心（白色虛線）。（b）牽引力的不平衡導致胞體遷移。左側顯示示例GCF的位移-時間曲線，其中箭頭指示的時間段的牽引力圖在右側顯示。（c）神經元遷移的力學模型及其調控機制。當沒有外界導向因子時，三個收縮中心隨機活動，胞體隨機運動。當存在外界導向因子時，收縮中心的活性受導向因子調節，因而開始定向運動。