“紅豆生南國，春來發幾枝”，這句膾炙人口的詩句描述了植物通過分支來生長的現象。有意思的是，在自然界中分支形成也是各種動物器官發生過程中最基本的形式之一。現時人們關於脊椎動物分支形態發生的認知，絕大部分基於果蠅等無脊椎動物上的研究，而生命學院呂鵬飛課題組的最新研究發現脊椎動物中上皮分支形態發生則採用了一種與無脊椎動物迥異的管道。
基於之前在果蠅上的研究，人們一直認為細胞的定向遷移决定了分支形成的位點及其方向。但研究團隊發現，當小鼠乳腺上皮細胞缺失了一種重要的極性蛋白LGL1後，會喪失定向遷移的能力，但是乳腺的分支形態發生只是受到了較小的影響，這說明之前關於分支形態的模型需要被重新審視。
研究人員另一個意外的發現是，作為一個無脊椎動物中非常重要的極性蛋白，LGL1的缺失並沒有導致上皮組織極性的喪失或者缺陷，這意味著其功能被其他的未知蛋白所彌補。由於細胞極性，即細胞器、膜結構域和細胞骨架等各種成分在細胞內的不對稱分佈，是所有活細胞的基本特徵，對組織形態發生、細胞命運决定、細胞功能發揮和內環境穩態等多項重要的生物過程起著關鍵的調控作用，這些發現強調了研究脊椎動物上皮組織極性調控新機制的重要性。最後，研究人員利用多種手段證明了LGL1通過結合並調控綜合素β1訊號通路，從而决定了乳腺上皮組織的定向遷移過程。
相關成果以“LGL1 binds to Integrinβ1 and inhibits downstream signaling to promote epithelial branching in the mammary gland”為題，於2月15日線上發表於國際知名學術期刊Cell Reports。生命學院呂鵬飛課題組2020級碩士研究生馬榮澤為論文第一作者，呂鵬飛教授為通訊作者。上海科技大學為第一完成單位。
論文連結：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.110375
圖：乳腺分支形態發生過程。