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発生生物学:アポトーシス細胞により生み出された頂底方向の力が上皮組織の折りたたみを促す

Nature 518, 7538 doi: 10.1038/nature14152

脊椎動物と無脊椎動物のいずれにおいても、上皮組織の折りたたみは基本的な形態形成現象であり、単純で二次元的な上皮のシートが三次元構造へと変形する上で必須である。折りたたみは、細胞頂端部の収縮に依存することが示されている。その結果として起こる細胞形態の変化は、接着結合の底側への移行、あるいはミオシンIIの再分配に依存しており、これらは機械的シグナルにより促される可能性がある。しかし、細胞のリモデリングを開始させて調整する最初の細胞機構は、ほとんど分かってない。本研究では、形態形成の開始にアポトーシス細胞が果たす能動的な役割を明らかにし、上皮組織折りたたみの新たな機構を示す。発生中の生きた組織で、アポトーシス細胞は頂底に伸びた非常に動的なミオシンIIのケーブルを介して上皮の頂端表面に一過的に牽引力をかける。その後、アポトーシス細胞は組織の張力の非細胞自律的上昇とともに周囲組織の表層部でミオシンIIの頂側安定化を引き起こし、最終的に上皮の折りたたみが起こる。以上の結果は、理論生物物理学的な三次元モデルでも裏付けられており、これらをまとめると、アポトーシス細胞でのミオシンII依存的なシグナルが、細胞の再編成と組織の折りたたみを開始させるシグナルであることが明らかになった。さらにこの研究は、アポトーシス細胞は、一般的に考えられているように受動的に除去されるわけではなく(例えば、指の個別化の際など)、周囲の細胞に能動的に影響を与え、組織の張力を調節することにより、組織のリモデリングを引き起こすことを示している。

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