集体迁移对胚胎发育和肿瘤转移具有重要意义，但通过信号通路的差异活动来区分迁移和非迁移细胞的命运仍然是一个难以捉摸的问题。在果蝇卵子发生，Jak/Stat信号模式上皮细胞在早期的卵室中命运，但后来对聚集的边缘细胞进行运动。Jak/Stat信号是如何时空转换成运动细胞的，目前还不清楚。我们报道了一种核蛋白Dysfusion，它位于核膜内，与importinα/β和Nup153相互作用，通过减弱Stat核的输入来调节Jak/Stat信号。融合障碍在卵子发生过程中普遍表达，但在迁移时在边界细胞中表达下调。融合失调下调导致的核Stat增加触发侵袭性细胞行为并维持持续的运动性。哺乳动物同源融合失调（NPAS4）也负调控STAT3的核聚积和癌细胞的迁移。因此，我们的研究结果表明，融合不全依赖的门控机制是保守的，可以作为Stat介导的肿瘤转移的治疗靶点。
动物发育过程中的组织形态发生和稳态伤口愈合依赖于细胞的集体迁移。受损的细胞迁移会导致毁灭性的疾病，如慢性创伤、出生缺陷和免疫缺陷(1).值得注意的是，肿瘤转移，即肿瘤细胞侵入邻近组织并迁移到远端器官，是导致患者死亡的主要原因(2).然而，目前尚不清楚移行细胞的数量是如何受到信号通路的限制的，以及细胞外信号是如何通过控制转录因子的核输入在核结构中排列和整合的，这不仅对动物发育中的形态发生，而且对癌症的集体转移都是至关重要的。越来越多的研究表明，核质组分或核孔复合物（NPCs）不仅仅是结构蛋白，通过尺寸控制大分子的运输；一些NPC亚单位或核蛋白家族蛋白在发育过程中在孔隙中具有不同的化学计量比或差异表达(三,4)它作为一个支架来招募转录因子用于神经源分化或肌肉发育(5).核转运缺陷不仅由于Smad、Ci、β-catenin、Sox9、NF-κB（核因子κB）等核聚积不足而损害发育、配子发生或免疫功能缺损，而且由于核RNA结合蛋白TDP-43的病理聚集，影响运动神经元的功能和存活，在细胞质中(4,6,7).这些证据表明，多水平的信号传导可能是由核蛋白及时进入细胞核来控制的，但其分子机制仍然不清楚。
Janus激酶（Jak）/信号转导和转录激活因子（Stat）途径是通过磷酸化Stat（p-Stat）的核积累水平而持续存在的一个关键信号(8–10).配体结合后，Jak/Stat受体诱导Jaks在受体的选择性酪氨酸残基处自动磷酸化和反式磷酸化，从而形成Stat对接位点。然后Stats可以被Jak磷酸化，使其能够与importinα/β复合物二聚进入核(8,11).在通过NPC的过程中，Stat与RanGTP结合后从输入蛋白α/β复合物中卸载，RanGTP是一种小的鸟苷三磷酸酶（GTPase），通过鸟苷三磷酸（GTP）/鸟苷二磷酸（GDP）循环调节核转运(11,12).鉴于Jak/Stat信号的多种功能，活性不足或过多都会导致动物发育或肿瘤发生的严重缺陷(10,13–15).Jak/Stat信号的不同步骤是如何被调节的已经被研究过了(16).PIAS（激活Stat的蛋白抑制剂）和Socs（细胞因子信号的抑制因子）是由果蝇并负性调节Stat和Jak以维持平衡的信号活动(17–23).除了Stat的磷酸化导致其核转运外，NPC在调节Stat的差异性核蓄积以达到Jak/Stat活性水平方面的作用仍不清楚。Stat核的进入不太可能仅仅由导入蛋白α/β复合物控制，下游基因的差异激活是限制上皮细胞、干细胞和分化的子细胞中迁移和非迁移细胞的一个重要过程(10,16,24–26).此外，尽管酪氨酸磷酸化是脊椎动物Stats核聚积的保守机制，但Stat家族成员之间的核质穿梭是不同的(11).此外，尽管Jak/Stat依赖的癌症进展已被报道约70%的血液学和实体瘤(27)，尝试开发针对Stat而无严重副作用的药物的尝试失败了。因此，揭示核质Stat穿梭调控的分子机制对于设计Jak/Stat介导的肿瘤转移的干预策略至关重要。
在这项研究中，我们使用了来源于果蝇以卵室滤泡上皮为模型，研究Stat穿梭在核膜上的调节，从而控制迁移细胞团的大小。边界细胞作为一个整体迁移，两个极性细胞被6到8个运动细胞牵引。集群中的单元号由Upd（Unpaired）触发的Jak/Stat活动决定，即果蝇白细胞介素-6（IL-6）的同源物，由极性细胞分泌(24).一旦Upd与其受体结合，无穹窿的分级Jak/Stat活性就形成卵室发育的前后轴，并指导卵泡上皮细胞的命运(28–30).在卵子发生的第9阶段，Jak/Stat的活性使6-8个卵泡细胞运动，形成一个边缘细胞群。Jak/Stat组分的缺陷阻碍了迁移队列的招募，而Jak/Stat过度活跃导致了额外的侵袭性边界细胞的增加(24).除了调控迁移细胞的命运外，Jak/Sat活性也是维持持续迁移所必需的，因为信号传导的暂时性阻断通过转移阻碍了边界细胞的运动斯达ts公司，一个温度敏感等位基因斯达，至不允许温度30分钟(25).对边界细胞迁移的全球分析进一步揭示了慢边界(斯莱博)Jak/Stat的下游靶点，在边界细胞中，一些细胞骨架相关蛋白的mRNA水平在空间上增加了2-18倍(31,32).总之，获得边界细胞的运动性需要更高水平的Jak/Stat信号。由于Jak/Stat信号的诱导水平是诱导边界细胞运动的关键步骤，因此时空调控Jak/Stat以抑制非迁移性卵泡细胞的Stat活性变得至关重要(33,34).在这方面，大多数先前的研究都集中在Jak/Stat磷酸化、Stat的转录控制或Stat RNA/蛋白质的稳定性(10,33,34).然而，尽管Jak/Stat信号在组织形态发生和癌细胞迁移过程中的平衡可能是至关重要的，但Stat的核转运是如何被调节的还没有得到详细的研究(16).
在这里，我们证明了一个基本的螺旋-环-螺旋（bHLH）核蛋白[Dysfusion（Dysf）]在边界细胞迁移过程中作为Stat核输入的负调节因子。Dysf的过度表达损害了边界细胞的募集和持续迁移。一贯地，戴斯夫功能缺失突变会激活Jak/Stat信号，导致额外的边界细胞迁移。Dysf广泛表达于果蝇卵泡细胞，但其在边界细胞中的表达逐渐下降，在到达卵母细胞时无法检测到。在生化检测中，我们发现果蝇下拉复合物中的导入蛋白α2、Pendulin（Pen）和导入蛋白β家族成员karyopherinβ3（Karyβ3）。Dysf通过机械方式与Pen的importinβbinding（IBB）结构域结合，阻断了其与Karyβ3的相互作用，损害了核的静态输入。一个正向遗传筛选进一步确定了Nup153与Dysf在基因上相互作用以调节边界细胞的迁移。在进化上，我们发现哺乳动物的Dysf，神经元PAS结构域蛋白4（Npas4）同源(35)，在Jak/Stat介导的癌细胞迁移中起着类似的作用。我们的研究揭示了Dysf是如何通过充当核内膜的看门人来调节Jak/Stat信号转导的，从而解释了为什么Jak/Stat信号在边界细胞迁移过程中表现出浪涌样行为的长期谜团。此外，我们发现Npas4在抑制Jak/Stat信号介导的癌细胞迁移中的新作用可能代表了一种针对Stat介导转移的新治疗策略。
Jak/Stat信号在早期卵子发生中是茎细胞形成所必需的。生殖系衍生的Delta信号诱导极性细胞形成，Jak/Stat配体Upd从极性细胞分泌，以促进茎细胞的命运（图S1A）(29,30).然而，边界细胞直到卵子发生的第9阶段才被招募，尽管Jak在卵子发生早期的过度表达不能诱导早熟的集群形成。决定细胞边界失活的唯一途径是诱导细胞边界失活(36).因此，我们假设在第9阶段可能存在两个水平的Jak/Stat信号，较低水平控制卵泡细胞分化，而较高水平在蜕皮激素信号激活后招募边界细胞启动迁移。为了验证这一假设，我们检测了Stat92E绿色荧光蛋白（GFP）的荧光信号来代表Jak/Stat在果蝇卵子发生(37).GFP报告基因在germaria的滤泡前体细胞中表达，随着卵室的发育，表达逐渐增加，最终局限于前/后卵泡和边界细胞(图1A)，这与以往的研究一致(28,30,38).定量分析显示，8期后Stat92E-GFP表达显著增加，在移行的边界细胞中达到最高水平。在第9～10期，后卵泡细胞也有类似的表达模式，但表达水平低于边缘细胞(图1B).因此，我们假设一个时间开关需要一个抑制物或激活物来调节边界细胞的Jak/Stat信号活动。在正向基因筛查中，Dysf通过GAL4/UAS系统过度表达(39,40)边界细胞运动受阻，183个10期卵室中99%的边界细胞没有迁移(图1，D和E).值得注意的是，几乎98%的这些细胞甚至没有从前上皮上分离(图1D)不同于控制卵室(图1、C和E).Dysf的过度表达也大大减少了卵室前端表达Stat92E-GFP的细胞数量(图1，F，F′，H和H′).在仔细检查了标记有slbo-GAL4-驱动无人机-mCD8绿色荧光粉无眼（Eya）染色(41)我们发现，只有22.58%的卵室有一个收缩的团簇，边缘细胞数从5.6个减少到3.9个，其余（77.42%）没有形成团簇(图1，G到K).为了探讨Dysf如何影响Jak/Stat信号传导，我们随机诱导UAS-戴斯夫通过肌动蛋白-GAL4在单个边界细胞中用翻转技术(42)分析其对Stat92E GFP信号的影响。在单边界细胞中过度表达Dysf导致Stat92E-GFP信号减少30%（图S1，B到H）和延迟群细胞迁移（图S1I）。我们进一步评估了戴斯夫通过定量克隆在迁移群中的位置来研究单个细胞的运动性。与上一个报告类似，控制克隆表达UAS-拉茨迁移过程中在簇内随机旋转（图S1J）(43).然而，88.2%的戴斯夫-发现表达细胞停留在尾部（图S1，B到D和J），有些甚至落后于主簇（图S1，E到G）。这些结果表明戴斯夫抑制Jak/Stat依赖的运动和边界细胞的规格。
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