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Research Results 研究成果

细胞シートを构成する细胞同士が均一な力でお互いを引きあう仕组みを解明

2021.03.12
研究成果Life & HealthMaterials

 私たちの体の表面や器官の表面は、上皮细胞と呼ばれる细胞のシートによって覆われています。シートを构成する细胞は、隣り合う细胞同士が、同じ力で互いに引っ张り合うことにより、细胞のサイズを均一に保っています。体が形作られる过程では、特定の上皮细胞が他の上皮细胞をより强い力で引っ张ることで、细胞シートを湾曲させ、神経管などの管构造を形成しますが、平面的な细胞のシートを维持するためには、常に、隣接した细胞は同じ力で引きあう必要があります。この细胞同士が引っ张り合う力の均衡が、どのようにして保たれているかについては、不明な点が多く残されていました。
 九州大学大学院理学研究院の池ノ内顺一教授、松沢健司讲师、同大学大学院システム生命科学府の大贺勇人大学院生(研究当时)らの研究グループは、新潟大学大学院医歯学総合研究科薬理学分野の平岛正则教授、椎谷友博助教との共同研究で、惭础骋滨、搁础厂厂贵、础厂笔笔の3种类の遗伝子からなるタンパク质复合体が、上皮细胞の细胞间接着部位に局在し、上皮细胞シートの张力の均衡を保つ上で必要であることを明らかにしました。これらの遗伝子を欠损した上皮细胞のシートは、细胞同士が引っ张り合う力の均衡が破れて、细胞シートを构成する细胞のサイズが不均一になります。惭础骋滨、搁础厂厂贵、础厂笔笔の3者复合体は、隣接した上皮细胞间において、それぞれの细胞の収缩力を制御するミオシンの活性が等しくなるように调整する役割を担っています。このような细胞同士の间に生じる机械的な张力を介した情报伝达は、上皮细胞の増殖や运动を制御する重要な役割を担うことが近年明らかになっており、今回の成果は、上皮细胞の异常によって生じる癌の病态解明にもつながることが期待されます。また、平岛教授らは以前の研究で础厂笔笔遗伝子の异常は胎児浮肿の原因となることを见出しており、胎児浮肿の新たな治疗法を开発する上で基础となる知见です。
 本研究は、文部科学省?日本学术振兴会の科学研究费等の支援を受けて行われました。
 本研究成果は、2021 年 3 月 12 日(金)午後 7 時(日本時間)に英国科学雑誌『Communications Biology』に掲載されました。

上皮细胞シートを构成する细胞は、お互いに同じくらいの力で引っ张り合うことで、ほぼ同じサイズになりますが、惭础骋滨を欠损した细胞ではこの均衡が失われて、隣接した细胞を强く引っ张る小さな细胞と引っ张られて大きくなった细胞が出现します。下図ではサイズに応じて色分けしています。

研究者からひとこと

皮肤のように、一见动いていないように见える定常状态の上皮细胞シートにおいても、隣接した细胞同士が同じ力で常に纲引きをしています。个々の细胞はどのようにして、隣接した细胞から引っ张られている力を感知しているのでしょうか?また、このような纲引きをすることには、どのような意味があるのでしょうか?今后解明すべき疑问がたくさん残っています。

论文情报

,Communications Biology,
10.1038/s42003-021-01874-z

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