細胞：脊椎動物組織のパターン形成の際には、特殊化した糸状仮足がSHHの長距離輸送を行う
Nature 497, 7451 doi: 10.1038/nature12157
シグナル伝達タンパク質が有する、密集した細胞からなる組織を横切って移動する能力は、細胞運命指定や組織発生に根本的に重要であるが、細胞レベルで何が起きているかについては、まだよくわかっていない。100年以上にわたり、脊椎動物の肢芽は、胚発生における細胞シグナル伝達を研究するモデルとして用いられてきた。本研究では、1細胞レベルでのリアルタイム画像化を最適化し、膜結合型の脂質の共有結合修飾を有するソニックヘッジホッグ（SHH）などのシグナル伝達タンパク質が、脊椎動物の肢芽内の長い距離をin vivoで横断する細胞機構を描写する。ニワトリ（Gallus gallus）胚で、自然な調節的制御下でのSHHリガンドの産生を直接画像化したところ、予期せぬことに、SHHは粒子状に産生され、細胞径の数倍の長さがある細胞質の伸長部分を介して細胞に結合したままでいることが明らかになった。このような細胞突起は、アクチンをベースとした特殊化した種類の糸状仮足であり、これまで知られていなかった新規な細胞骨格的特徴を有する。とりわけ注目すべきは、SHHを含む粒子がこれらの突起に沿ってSHH細胞シグナル伝達の範囲内を正味順行性に移動することである。さらに、SHH応答細胞では、CDO（cell adhesion molecule downregulated by oncogenes）やBOC（brother of CDO）などを含むSHH共受容体の特定の部分集団が能動的に分布して、細胞体から離れた糸状仮足突起内の特定のマイクロドメインに共局在することを示す。SHHリガンドを含む糸状仮足と共受容体を含む糸状仮足との間には、長距離にわたって安定的な相互作用が形成される。以上の結果は、特殊化した糸状仮足を介して伝わる接触性放出が、SHHの遠距離送達に寄与することを示している。また今回の結果は、細胞間コミュニケーションの重要な様式を明らかにし、脊椎動物組織のパターン形成における、リガンドの移動と受容についての我々の理解を大幅に広げるものである。
