Research Abstract
左右非対称的な細胞挿入が、細胞の同一方向への集団移動を推進する
Left–right asymmetric cell intercalation drives directional collective cell movement in epithelial morphogenesis
2015年12月10日 Nature Communications 6 : 10074 doi: 10.1038/ncomms10074
胚発生の際には、形態形成に関わる上皮細胞の移動が起こって複雑な組織形成を進行させる。しかし、上皮としての恒常性を維持したまま、上皮細胞が集団で一方向へ協調的に移動していく仕組みは解明されていない。今回我々は、上皮細胞の集団移動について新しい仕組みを提案する。これは、ショウジョウバエ（Drosophila）の生殖器で見られる、上皮組織が生殖器の周辺を時計方向に回転するという事象に基づいている。この細胞移動は細胞自律的に起こり、ミオシンIIを必要とすることが見いだされた。移動中の細胞では、細胞のつなぎ替えが前後軸に対して右に傾いた細胞接着に偏って繰り返し起こるが、隣接する細胞間の接着性は維持されていた。こうしたつなぎ替えは、ミオシンIIの局在と相関していた。反時計方向の上皮組織移動を引き起こすことが知られているmyosinIDをノックダウンすると、ミオシンIIは正常とは逆の分布を示した。数理シミュレーションによって、細胞が左右非対称的に挿入されるだけで一方向性の細胞移動を誘導するのに十分であることが分かった。細胞の移動方向はまた、細胞形態の平面的な異方性にも関連している。これらの知見は、上皮細胞シート内での左右非対称的な細胞挿入が細胞の同一方向への集団移動を推進するという新たな集団細胞移動のモデルを提示した。
Katsuhiko Sato, Tetsuya Hiraiwa, Emi Maekawa, Ayako Isomura, Tatsuo Shibata & Erina Kuranaga
Corresponding Author
Morphogenetic epithelial movement occurs during embryogenesis and drives complex tissue formation. However, how epithelial cells coordinate their unidirectional movement while maintaining epithelial integrity is unclear. Here we propose a novel mechanism for collective epithelial cell movement based on Drosophila genitalia rotation, in which epithelial tissue rotates clockwise around the genitalia. We found that this cell movement occurs autonomously and requires myosin II. The moving cells exhibit repeated left–right-biased junction remodelling, while maintaining adhesion with their neighbours, in association with a polarized myosin II distribution. Reducing myosinID, known to cause counter-clockwise epithelial-tissue movement, reverses the myosin II distribution. Numerical simulations revealed that a left–right asymmetry in cell intercalation is sufficient to induce unidirectional cellular movement. The cellular movement direction is also associated with planar cell-shape chirality. These findings support a model in which left–right asymmetric cell intercalation within an epithelial sheet drives collective cellular movement in the same direction.
