発生生物学：軟骨細胞の多段階からなる拡大が骨格各部分の比率の違いの原因である

哺乳動物で骨格各部分の比率が非常に多様であることは、どんな自然史博物館の収集物を見ても明らかであり、石灰化成分だけになっていても生物種を見分けることが可能である。これと同様に、各個体は長さの異なるさまざまな骨から構成されている。骨格要素の伸長、および骨格要素ごとに異なる伸長に最も大きく影響しているのは、最終分化に至るまでに成長板で起こる肥大軟骨細胞の急激な容積拡大である。しかし、軟骨細胞の容積拡大の機序はいまだに不明である。今回我々は、定量位相顕微鏡を用いて、哺乳動物の軟骨細胞は異なる3つの段階からなる容積拡大を経ること、こうした段階の1つで細胞の乾燥質量が著しく希釈される、大規模な細胞膨張が起こることを示す。多くの細胞種で容積調節に関わることが知られている厳密な液体調節機構のことを考えると、これは細胞サイズを拡大し、成長速度を調節するための注目すべき機構と言える。しかしながら、急速に伸長する成長板と緩やかに伸長する成長板の間で最も大きく異なっているのは、達成された低密度状態で乾燥質量が割合に応じて増加する容積拡大最終段階の持続時間である。さらに、この第3段階がインスリン様増殖因子に依存する機構によって局所的に調節されていることがわかった。本研究は、骨格サイズの調節機構を解明し、細胞が容積の目標値を感知、修飾し確立する機構を調べるための基盤を提供する。

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