細胞は、信号や整理に非常に遅い生物学的なフローを使用する方法

ローザンヌ連邦工科大学（エコールポリテクニークローザンヌ）教授メロディシュワルツが率いるチームは非常に遅い生物学的な流れの存在が組織形成と細胞移動のための重要な方法で細胞外の環境に影響を与えることを初めて実証した。

その結果は、10月24日の週オンラインで表示され、全米科学アカデミー紀要 。

組織工学のための主要な課題は、細胞が通信するために必要不可欠な環境成分を特定の移行、および生体組織に整理することです。これらの成分の一つは、モルフォゲンと呼ばれる特殊なタンパク質の濃度の微細な変化の存在、細胞外に、です。細胞はモルフォゲン濃度でさえほんの小さな違いを感じることができるし、それに応じて機能を変更します。胚発生では、幹細胞がモルフォゲンの行動によって臓器に分化する。とにもがん細胞は、成長する血液の供給を誘導し、転移するモルフォゲンを使用することができます。

これらのモルフォゲン勾配に応答して細胞組織の概念が十分に文書化されていますが、ほとんどはこれらの微妙な濃度変化が、特に実際の組織の動的な環境の中で、最初の場所を確立してしまう方法については知られている。この研究は、細胞外環境の小さな生物物理学的な力が重要な役割を果たしていることを証拠を提供する。

シュワルツと彼女の同僚は、そのような毛細血管が血液から組織への輸送高分子を助けるためにリンパ管と血液の間に存在する動きの遅い流れのようにゆっくりと生物物理学的フローを、発見した、これらの勾配の形成に重要な役割を果たしている。彼らは、低速で移動する流れの存在下で、細胞がセットアップしても、自分のモルフォゲン勾配を増幅できることを実証するために博士課程の学生マークフルーリによって開発された計算モデルを使用していました。 "この絶妙なシステムは、細胞は、彼らがコミュニケーションと組織を指揮し、増幅するための組織に存在する流体力を使用することができる彼らの地元の細胞外環境のよりよい制御を取得するための手段として発展してきたことが、"Swartzは説明しています。

最初の著者カラ - リンのヘルム（ノースウェスタン大学の博士課程の学生は）小さな生物物理学的なフローは、組織の形成に重要な役割を果たしていることが証明の概念を示すために毛細管形成のin vitroモデルで使用。彼女は、マトリックスに結合した血管内皮増殖因子（VEGF）と非常に遅い外部化による流動するようにシステムを対象の環境下でのヒトの血液とリンパ管内皮細胞を置いた。

流れがなければ、ほとんどの細胞組織が開催されました。流れとVEGFの組み合わせで、内皮細胞はすぐに毛細血管を形成し、ネットワーク化と組織化。 "我々は、機能的な構造に編成するセルを駆動する、私たちの細胞は右の環境および物理的な刺激と相乗的に結合された2つの条件を与えた、"Swartzは述べています。

この研究は明らかにし、小さな生物物理力は細胞が移動し、機能的な組織に編成する必要がある重要な環境成分の間にあることを初めて示しています。この新しい知識はすぐに組織工学のアプリケーションで使用することができる。また、基本的な細胞内シグナル伝達と組織のプロセスの理解を改善するために使用することができる。

"この結果は、細胞外マトリックスに結合するタンパク質の勾配によって駆動される任意のシステムに一般化することができる、"Swartzは指摘しています。 "これは、彼らが広がる​​と致命的となるリンパ系への免疫細胞を駆動する蛋白質、免疫応答の重要な部分、およびリンパ系への腫瘍細胞を駆動する他の人が、含まれています。我々がしたい場合は我々は、これらの基本的なプロセスを理解する必要があるそれらを増強または阻害するデザイン戦略。"

http://www.epfl.ch/