Zellenmigration

Zellenmigration bezeichnet die gerichtete Bewegung von Zellen durch Gewebe oder in ex vivo-Systemen. Sie umfasst individuelle Migration einzelner Zellen sowie kollektive Migration, bei der Zellen als Gruppe vorankommen. In der Entwicklung, im Immunsystem, bei der Wundheilung und in der Krebsprogression spielt die Mobilität der Zellen eine zentrale Rolle.

Der Prozess beginnt oft mit der Ausbildung von Zellfortsätzen (Lamellipodien, Filopodien) und der Bildung von Haftstrukturen über Integrine. Aktinpolymerisation treibt die Protrusion, während Myosin-II-abhängige Kontraktion die Zelle nach vorne zieht. Die Zelle bindet an die extrazelluläre Matrix und löst Adhäsionen erneut, um Beweglichkeit zu ermöglichen. Migration erfolgt als Reaktion auf chemische Signale (Chemotaxis), räumliche Orientierung (Haptotaxis) oder mechanische Reize (Durotaxis).

Zelluläre Signale koordinieren Migration durch Rho-Familie von GTPasen wie Rac1, Cdc42 und RhoA, die das Zytoskelett steuern. Integrinrezeptoren vermitteln Signalwege wie PI3K-Akt, MAPK und TGF-β, die Protrusion, Adhäsion und retrograde Flussbalance steuern. Die Dynamik fokaler Adhäsionen wird durch Proteine wie FAK reguliert.

Im Entwicklungskontext wandern Zellen während der Gastrulation und in der Neural-Crest-Entwicklung; im Immunsystem migrieren Leukozyten durch Gefäßwände in Gewebe; bei der Wundheilung ersetzen Keratinozyten verletzte Bereiche durch Migration. Fehlregulation kann zur Metastasierung beitragen.

Die Migration wird durch Eigenschaften des extrazellulären Matrix-Umfelds, Gewebedichte, Chemokine, Hypoxie und mechanische Reize beeinflusst. In vitro werden Migrationen mit Wundheilungsassays, Transwell- oder Chemotaxis-Assays sowie Mikrokanal-Experimenten untersucht; zeitaufgelöste Bildgebung dient der Analyse von Geschwindigkeit, Richtung und Koordination.