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。

ゼブラフィッシュEmbryo natural growth したWnt シグナルAbnormal cells では、Cell-to-cell linkage molecules カドThe amount of abnormality caused by ヘリンの is generated, and the normal cells adjacent to each other are sensed and the cell competition and cooperation are activated.しかし、Adjacent cell がいかにしてカドヘリンのabnormal amount をsensing し、Cooperation をactivation するかはUnknown である.カドヘリンは-shaped plasma membrane をRi hit ちするアクチンcytoskeleton とリンクしているため, abnormal cells and dynamic changes in the cell skeleton.それによってinduced きこされる Physical interaction の変化 は intra-tissue tension の chaos れに systemがり、Adjacent cells はこれをsensing することでcell competition をactivation させるとguessing した.これを正かめるため、This year's はまず、Intercellular tension を生み出すアクトミオシンActivity をconfirmation した.そのRESULTS アクトミオシンのActivityはWntシグナルと同様の合をShow し、Wntシグナルとrelated して変动することが明らかとなった. The result of adding えて, tension を abnormality に hyperactivity さ せ た cells を embryo に introduction, こ れ ら の abnormal cells は, embryonic tissue The tension is low and the area in front of the embryo appears. The efficiency is the cell competition and the cell death is the cause. The competition between cells makes the tension of the entire embryonic tissue uniform and reduces the tension of the embryonic tissue. The above-mentioned abnormal cells and abnormal cells are followed by the change of the cell skeleton and the increase and decrease of the tension between the cells.され、Adjacent normal cells はこれをsensing してcell competition をactivation させているpossibility がshows instigation された.さらに、WntシグナルWhen abnormal cells appear におけるAdjacent to normal cellsの挙动をDetailsしくAnalysisしたResults and abnormalities The appearance of the cells is directly adjacent to the normal cells.このカルシウムイオン influx, removal of abnormal cells, and intercellular tension Activation and suppression of activity. Above, the tension between cells changes when abnormal cells appear, and the activation of adjacent cells occurs.とでカルシウムイオンの流が起こっており, これがAbnormal Cell Sensing とexclude に Send and していることが Show 唆された.

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