細胞生物学：初期胚では上皮による協働的なファゴサイトーシスによりエラーの修正が可能になる
Nature 590, 7847 doi: 10.1038/s41586-021-03200-3
胚形成の初期に生じるエラーは、散発的な細胞死や発生障害の原因の1つである。分化した組織ではファゴサイトーシス活性がアポトーシス細胞の除去に中心的な役割を担っている。しかし、特殊化した免疫細胞が存在しない胞胚期の胚においてアポトーシス細胞がどのように除去されるかは分かっていない。今回我々は、ゼブラフィッシュ胚およびマウス胚の表面上皮（脊椎動物の発生過程で最初に形成される組織）が、ホスファチジルセリンを介した標的認識によって、アポトーシス細胞をファゴサイトーシスによって効率的に除去することを示す。定量的な四次元in vivo画像化解析から、2つのタイプのRac1依存性基底側上皮突出による機械的な協力に基づく、上皮による集合的な除去機構が明らかになった。第一のタイプの突出であるファゴサイトーシスカップは、アポトーシスを起こした標的の取り込みを仲介する。第二のタイプは、これまで報告されていなかった、迅速に伸びるアクチンベースの突出で、我々はこれを「上皮アーム（epithelial arm）」と名付けた。上皮アームは、Arp2/3依存性の機械的押し出しによって、アポトーシスを起こした標的の急速な分散を促進する。我々は、実験データとモデル化に基づき、機械的負荷を分かち合うことで、複数の上皮細胞による、アポトーシス細胞の長距離の協働的な取り込みが可能になることを示す。これによって、非運動性の上皮細胞の空間探索範囲の限界と局所取り込み能が拡大され、組織による除去の効率が最適化される。我々の知見は、上皮組織による除去が、胚の発生のロバスト性や生存に関係するエラーの修正を促進することを示しており、これによって胚発生の最初期段階に自然免疫機能が存在することが明らかになった。
