细胞粘附和饥饿被发现是角质形成细胞模式形成的关键驱动因素
2024-08-15
来源: drugdu
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北海道大学的研究人员发现，角质形成细胞中细胞粘附诱导的模式化可以用饥饿和强粘附来解释。
指纹是上皮细胞形成模式的最佳例子之一。上皮中的原代细胞是角质形成细胞，已知它们在微观和宏观水平上形成图案。虽然已经报道了影响这种模式形成的因素，但该过程背后的确切机制仍不完全清楚。
北海道大学医学院副教授Ken Natsuga领导的一个研究小组发现，细胞间粘附控制着角质形成细胞的模式形成。他们的发现发表在《生命科学联盟》杂志上。
北海道大学医学院副教授Ken Natsuga表示：“在这项研究中，我们使用了一种名为HaCaT的永生化角质形成细胞系，它保留了正常角质形成细胞的所有特性。为了确保我们的发现准确，我们从该细胞系建立了单细胞培养。”
该团队观察到原始异质细胞系以及单细胞衍生培养物中的模式形成。在培养过程中，角质形成细胞随机移动，自发形成高密度和低密度区域，导致图案形成。
饥饿对图案形成有显著影响。当更新培养基时，图案变得模糊，但随着培养基中的营养物质被角质形成细胞消耗，图案又重新出现。
然后，研究小组检查了角质形成细胞中的基因表达，结果表明细胞粘附蛋白和角质形成细胞分化蛋白在高密度区域上调。Natsuga详细阐述：“由于细胞粘附是高细胞密度区域发育所必需的，我们专门研究了钙粘蛋白和肌动蛋白等粘附连接（AJ）分子的表达。”。“我们发现这些分子定位在高密度区域的细胞间连接处。”
然后，作者使用数学模型证实，在空间均匀的密度和应力下，强烈的细胞粘附会导致密度模式的形成。他们还能够证明角质形成细胞模式影响细胞增殖和分化，血清饥饿影响小鼠皮肤细胞的表皮分层（一种分化）。
Natsuga总结道：“我们的研究提出了一种新的、稳健的细胞粘附诱导模式（CAIP）模型。我们加深了对细胞组织及其对细胞命运决定和上皮分层的影响的机制性认识。”该团队证明，上皮细胞-细胞粘附对于形成模式至关重要且足够。未来的工作将侧重于向模型中添加更多变量，以了解开发过程中同时发生的其他过程。
来源：
https://www.news-medical.net/news/20240812/Cell-adhesion-and-starvation-found-to-be-key-drivers-of-pattern-formation-in-keratinocytes.aspx
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