細胞競合の細胞質流動性変化を介した起動原理の解明

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生体組織において場に適合しない異常な細胞が突発的に出現すると、隣接する正常細胞がこれを感知し、異常細胞を組織から取り除く。この現象は細胞競合と呼ばれ、組織恒常性を支える新たな分子細胞システムとして近年注目されている。現在までに、細胞競合における異常細胞の排除メカニズムが徐々に明らかにされつつあるが、「隣接細胞が異常細胞をどのように感知するか」については研究が進んでいない。本研究では、細胞の硬さや流動性の変化といった細胞の物理的性質に着目して、隣接細胞が異常細胞を感知し細胞競合を起動する普遍的メカニズムを解析する。本年度はまず、細胞間張力を生み出し細胞間の力のバランスを変化させるアクトミオシン活性を確認した。その結果アクトミオシンの活性はWntシグナルと同様の勾配を示し、Wntシグナルと相関して変動することが明らかとなった。加えて、張力を異常に亢進させた細胞を胚に導入した結果、これらの異常細胞は、胚組織の張力が低い胚前方の領域に出現したものほど効率よく細胞競合による細胞死を起こした。また、この細胞競合は胚組織全体の張力を均一に低下させることで抑制された。さらに、Wntシグナル異常細胞出現時における隣接正常細胞の挙動を詳しく解析した結果、異常細胞の出現直後に隣接正常細胞において急速なカルシウムイオンの流入が起こることを見出した。このカルシウムイオン流入と異常細胞の排除は、細胞間張力により活性化するメカノセンスチャネルを阻害することにより抑制された。以上より、異常細胞出現時に細胞間の力作用が変動し、隣接細胞においてメカノセンスチャネルが活性化することでカルシウムイオンの流入が起こっており、これが異常細胞の感知と排除に寄与していることが示唆された。