The mechanism for initiating cell competition via the local changes of intercellular tension

通过细胞间张力的局部变化启动细胞竞争的机制

• 批准号: 22KJ2048
• 负责人: 青木 佳南
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2048/
• 关键词: モルフォゲン; Wntシグナル; 細胞間接着; 細胞間張力; アクチン細胞骨格; 細胞競合

ゼブラフィッシュ胚に自然発生したWntシグナル異常細胞では、細胞間接着分子カドヘリンの量的異常が生じ、これを隣接正常細胞が感知することで細胞競合が起動する。しかし、隣接細胞がいかにしてカドヘリンの量的異常を感知し、競合を起動するかは不明である。カドヘリンは形質膜を裏打ちするアクチン細胞骨格とリンクしているため、異常細胞においてアクチン細胞骨格の動態変化が生じると考えられる。それによって引き起こされる物理的相互作用の変化は組織内張力の乱れに繋がり、隣接細胞はこれを感知することで細胞競合を起動させると推測した。これを確かめるため、本年度はまず、細胞間張力を生み出す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。以上のように、異常細胞における細胞接着や細胞骨格の変動が細胞間張力の増減に変換され、隣接正常細胞はこれを感知して細胞競合を起動させている可能性が示唆された。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張力が変動し、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。

The abnormal cells and the abnormal amount of molecules that bind between the cells are generated naturally, and the cells that are adjacent to the normal cells are activated by cell competition. The number of adjacent cells is abnormal, and the number of adjacent cells is unknown. A study of the dynamics of cellular bone formation in abnormal cells The physical interaction between the two cells is predicted to be triggered by the interaction between adjacent cells and the tension in the tissue. This year, the activity of cell tension was confirmed. The activity of the test results is shown in the table below. In addition, the abnormal cell tension is increased, and the abnormal cell tension is decreased. The tension of the whole embryo tissue is uniformly reduced. The above results indicate that abnormal cells may be activated by cellular bone movement, increased intercellular tension, and changes in the perception of adjacent normal cells. When abnormal cells appear, the movement of adjacent normal cells is analyzed in detail. When abnormal cells appear, the movement of adjacent normal cells is analyzed in detail. The cell flow is inhibited by cell tension. As described above, when abnormal cells appear, the tension between cells changes, and adjacent cells are activated.

项目成果

Calcium sparks enhance the tissue fluidity within epithelial layers and promote apical extrusion of transformed cells

钙火花增强上皮层内的组织流动性并促进转化细胞的顶端挤出

• DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111078
• 发表时间: 2022
• 期刊: Cell Reports
• 影响因子: 8.8
• 作者: Kuromiya K;Aoki K;Ishibashi K;Yotabun M;Sekai M;Tanimura N;Iijima S;Ishikawa S;Kamasaki T;Akieda Y;Ishitani T;Hayashi T;Toda S;Yokoyama K;Lee CG;Usami I;Inoue H;Takigawa I;Gauquelin E;Sugimura K;Hino N;Fujita Y
• 通讯作者: Fujita Y