発生生物学：管腔シグナル伝達は器官形成の際に細胞コミュニケーションと組織構造を結び付ける

形態形成とは、細胞の集合体が、分化した組織や器官になる過程である。最近の研究で、三次元培養された幹細胞からミニ腸管や眼杯、さらにはミニ脳といった複雑なオルガノイドが形成され得ることが明らかになり、形態形成には自己編成する性質があることが実証されている。これが達成されるためには、細胞の集合体は細胞分化を制御するために分泌されたシグナル伝達分子の活性を調節しなければならず、おそらくそれは微小環境、すなわちニッチの自己組織化を介して行われる。しかし、組織構造を変化させて、細胞外シグナルの活性に直接フィードバックできるようにする機構は、まだ明らかにされていない。本研究では、ゼブラフィッシュの移動中の側線原基を用い、in vivoの器官形成中に組織の集合過程がシグナル伝達活性を制御する仕組みを調べた。我々は、組織内の繊維芽細胞増殖因子（FGF）活性が、ロゼット様機械感覚器官が配置される頻度を制御することを示す。ライブ画像化法により、FGFの濃度がこれらの器官の中心に集合する微小管腔構造で特異的に上昇し、そのシグナル伝達活性を空間的に絞り込むことが分かった。微小管腔の集合体の遺伝学的阻害やレーザーによる微小穿刺実験で、微小管腔は集合に関与する細胞のシグナル伝達応答を高めていて、それによってFGFが組織後部の細胞群の移動を調整できるようになることが明らかになった。中心の管腔の形成は、上皮組織や胚性幹細胞といった多くの種類の細胞で見られる自己組織化的性質であるため、管腔シグナル伝達は、組織内での細胞コミュニケーションを局所的に制限したり、連携させたり、促進させたりするための普遍的な機構である可能性がある。

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