多细胞生物从线虫到人类，都依赖细胞之间的连接来形成组织与器官，并维持整体结构。细胞表面分布着多类蛋白受体，这些受体可与邻近细胞的受体结合，形成黏附结构，同时参与细胞间通信并响应外界信号。

研究人员将细胞表面分子之间相互作用的集合称为细胞表面“相互作用组”，用于作为理解细胞如何连接与交流的参考框架。

《Cell Genomics》近日发表的一项研究中，芝加哥大学科学家公布了模式生物秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的首个细胞外相互作用组。论文题为《线虫细胞外蛋白相互作用组扩展了信号通路之间的连接》。

根据论文数据，研究团队描述了374种蛋白的细胞外相互作用，其中159种为此前未被报道的相互作用。研究称，这些结果揭示了多条意想不到的分子连接，涉及神经元发育以及胰岛素信号传导等过程。

该论文资深作者、芝加哥大学生物化学与分子生物学副教授Engin Özkan表示，构建这一相互作用组是其团队持续十年的研究目标。他指出，细胞需要到达正确位置并具备与周围组织及其他细胞建立连接所需的分子，而此前缺乏关于哪些分子发生相互作用的基础数据。

秀丽隐杆线虫体长不足1毫米，但因其结构相对简单而成为经典的遗传与发育研究模型。研究介绍，成虫约有1000个细胞，包含302个神经元，相关细胞图谱与基因组信息已被系统整理；同时，该物种便于遗传操作、生长周期短且易于维护。

研究人员同时指出，尽管线虫与人类等复杂多细胞动物在形态上差异显著，但包括细胞死亡、衰老、新陈代谢与发育在内的多条分子通路在两者之间具有高度保守性，使得线虫研究结果可为理解人类生物学提供参考。

Özkan团队表示，细胞表面受体多嵌入脂质构成的细胞膜，给实验研究带来技术挑战。为此，团队开发了多种生化工具，以高通量方式研究这些受体，并据称填补了大量此前未被识别的相互作用信息。

研究还提到，西北大学István Kovács团队为该项目提供了数学分析方法支持；相关合作得以开展，依托于两校联合成立的国家理论与数学生物学研究所。

在研究发现方面，论文报告称，若干蛋白家族之间存在此前未预期的相互作用：一组通常被认为与神经元生长相关的蛋白，也与胰岛素信号传导有关。研究还报告，提高这些蛋白表达的实验与线虫寿命延长相关；此外，部分新识别的相互作用在生长因子信号传导中也呈现出意外作用。

研究团队表示，鉴于多种受体在人类中存在相似性，理解其相互作用关系有助于进一步认识其功能及功能异常时的情况。论文同时指出，将此次相互作用组数据与既有的线虫基因组与转录组研究结合，可为构建更完整的基础生物学参考资料提供支撑。