Entosis是一種非凋亡細胞死亡方式，由活細胞鉆入相鄰細胞形成Cell-in-Cell（CIC）結構繼而導致內部細胞發生死亡，在包括基因組穩定、腫瘤進化以及胚胎發育等多種生物學過程中發揮重要作用【1,2】。研究表明，entotic CIC結構形成依賴于粘附連接（adherens junction，AJ）和肌動球蛋白收縮（contractile actomyosin，CA）這兩個核心結構元件的協同作用【3,4】。但介導AJ和CA協同作用的結構基礎和分子機制并不清楚。
研究人員首先利用免疫熒光實時動態成像技術，捕捉到entotic CICs形成過程中內外細胞交界處持續存在一種特殊的環狀結構，并鑒定出該結構主要由vinculin分子構成。隨后借助超高分辨率顯微鏡（SIM）層掃攝影且進行3D重構，發現E-cadherin在空間上被胞質Vinculin夾在中間，形成三明治樣結構。
圖A展示了entotic CICs形成過程中內外細胞交界處存在的一種特殊環狀結構。綠色表示E-cadherin。圖B展示了著力環處內外細胞的E-cadherin在空間上被vinculin夾在中間，形成的三明治樣結構。綠色表示E-cadherin，紅色表示vinculin。圖C展示了vinculin位于著力環處而MLC則分布在內細胞的后皮質處。綠色表示vinculin，紅色表示MLC。
Vinculin是一種力敏蛋白，可通過增強α-catenin和F-actin之間的相互作用來穩定E-cadherin介導的AJ。研究人員利用免疫染色和熒光共振能量轉移實驗證實，在entotic CICs形成過程中，vinculin在著力環處介導了力的傳遞，證實了富集Vinculin分子的MR是一種機械傳感器，可以充當AJ和CA之間的連接元件以促進CICs的形成。進一步為了探索在CICs形成過程中MR、AJ和CA之間的動態相互作用，分別使用Y27632和EDTA抑制CA和AJ。抑制CA和AJ均可導致MR消失，并明顯抑制CICs形成進程，表明MR是在功能上與CA收縮、細胞間粘附共同參與CICs形成。研究人員進一步發現，在多個細胞系中，敲低Vinculin會阻斷MR和CICs的形成，然而，幾乎不影響AJ和CA相關分子表達，表明了富含Vinculin的MR對于entotic CICs的形成是必需的，且可以作為關鍵結構元件協調AJ和CA兩個已知的核心元件。
該研究提出了介導Entotic CICs形成的三元（AJ-MR-CA）工作模型：細胞-細胞間連接的E-cadherin介導的AJ通過β-CTN/α-CTN與皮質F-actin相連，而CA在遠離細胞連接的后皮質收縮。細胞連接觸發了α-CTN中vinculin結合區（VBR）的暴露。暴露的VBR與鄰近vinculin的頭部結構域結合，導致vinculin發生構象變化并釋放其尾部結構域，然后與F-actin相互作用。在存在張力的情況下，vinculin以這種方式被募集在MR處，從而加強α-CTN與肌動蛋白的連接，最終促進CICs的形成。
該論文第一作者為南方醫科大學博士研究生王嫚娜、軍事科學院軍事醫學研究院助理研究員牛祖彪、南方醫科大學碩士研究生覃鴻泉。軍事科學院軍事醫學研究院孫強研究員、南方醫科大學馬驪教授、首都醫科大學北京世紀壇醫院黃紅艷教授為該論文的共同通訊作者。
