Biophysical forces mediated by respiration maintain lung alveolar epithelial cell fate.
Biophysical forces mediated by respiration maintain lung alveolar epithelial cell fate.
复制标题
由呼吸介导的生物物理力维持肺泡上皮细胞的命运。
DOI：
10.1016/j.cell.2023.02.010
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Zhou,Su
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shiraishi,Kazushige;Shah,ParishaP;Morley,MichaelP;Loebel,Claudia;Santini,GarrettT;Katzen,Jeremy;Basil,MariaC;Lin,SusanM;Planer,JosephD;Cantu,Edward;Jones,DakotaL;Nottingham,AnaN;Li,Shanru;Cardenas-Diaz,FabianL;Zhou,Su
肺在呼吸过程中会受到机械性的压力，但是这些生物物理力如何影响细胞命运和组织的稳态还不清楚。我们发现，通过正常呼吸运动的生物物理力积极维持肺泡1型（AT 1）细胞的身份，并限制这些细胞在成人肺中重新编程为AT 2细胞。AT 1细胞命运通过Cdc 42和Ptk 2介导的肌动蛋白重塑和细胞骨架应变维持在稳态，这些途径的失活导致快速重编程为AT 2细胞命运。这种可塑性诱导染色质重组和核纤层-染色质相互作用的变化，这可以区分AT 1和AT 2细胞的身份。卸载呼吸运动的生物物理力量导致AT 1-AT 2细胞重编程，揭示了正常呼吸对维持肺泡上皮细胞命运至关重要。这些数据证明了机械转导在维持肺细胞命运中的不可或缺的功能，并将AT 1细胞鉴定为肺泡生态位中的重要机械传感器。
Lungs undergo mechanical strain during breathing, but how these biophysical forces affect cell fate and tissue homeostasis are unclear. We show that biophysical forces through normal respiratory motion actively maintain alveolar type 1 (AT1) cell identity and restrict these cells from reprogramming into AT2 cells in the adult lung. AT1 cell fate is maintained at homeostasis by Cdc42- and Ptk2-mediated actin remodeling and cytoskeletal strain, and inactivation of these pathways causes a rapid reprogramming into the AT2 cell fate. This plasticity induces chromatin reorganization and changes in nuclear lamina-chromatin interactions, which can discriminate AT1 and AT2 cell identity. Unloading the biophysical forces of breathing movements leads to AT1-AT2 cell reprogramming, revealing that normal respiration is essential to maintain alveolar epithelial cell fate. These data demonstrate the integral function of mechanotransduction in maintaining lung cell fate and identifies the AT1 cell as an important mechanosensor in the alveolar niche.
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Ranganath, Sudhir H.;Levy, Oren;Inamdar, Maneesha S.;Karp, Jeffrey M.
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Karp, Jeffrey M.
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Danesh, Farhad R.
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Ceccaldi, Raphael;Parmar, Kalindi;Mouly, Enguerran;Delord, Marc;Kim, Jung Min;Regairaz, Marie;Pla, Marika;Vasquez, Nadia;Zhang, Qing-Shuo;Pondarre, Corinne;de Latour, Regis Peffault;Gluckman, Eliane;Cavazzana-Calvo, Marina;Leblanc, Thierry;Larghero, Jerome;Grompe, Markus;Socie, Gerard;D'Andrea, Alan D.;Soulier, Jean
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Soulier, Jean
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DeLeve, Laurie D.
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Chen, Jun;Xavier, Sandhya;Goligorsky, Michael S.
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