Стволовые клетки чувствуют плотность соседей, чтобы принимать решения о своем поведении

Эпидермис кожи взрослого человека состоит из разных слоев. Стволовые клетки находятся в нижнем слое, где их задача — производить новые клетки, которые затем дифференцируются и перемещаются вверх в более специализированный верхний слой.

Этот процесс дифференциации включает в себя постоянные изменения свойств клеток, которые лучше всего подходят для выполнения барьерной функции кожи. Кожа должна поддерживать сбалансированное количество стволовых и дифференцированных клеток, поскольку потеря правильного баланса может привести к аберрантной структуре ткани и, следовательно, к ее функционированию. До недавнего времени оставалось по большей части неизвестным, как поддерживается этот сложный баланс.«В начале нашего исследования мы спросили себя, как клетки кожи узнают, где они находятся и что они должны делать», — объясняет Екатерина Мирошникова, ведущий автор исследования и научный сотрудник лаборатории Сары Викстром в Max Planck.

Институт биологии старения. Исследователи проанализировали ткани эмбриона мыши и культивируемые стволовые клетки и обнаружили элегантный механизм, основанный на механическом руководстве.Местный стресс, вызванный скученностью, приводит к дифференциации«Мы заметили, что делящиеся стволовые клетки вызвали эффект локального скопления в слое стволовых клеток, который деформировал клетки в непосредственной близости от этого события. Интересно, что это сжатие и деформация вызвали дифференцировку соседней клетки», — объясняет Мирошникова.

Переполненные и сжатые клетки изменяют свои свойства, что приводит к их «уходу» от местного напряжения в нижнем слое и движению вверх. «Тот факт, что клетки чувствуют, что делают их соседи, и делают прямо противоположное, обеспечивает очень эффективный и простой способ поддерживать размер, архитектуру и функцию тканей», — говорит Мирошникова.Эти результаты впервые демонстрируют, как сложная ткань, такая как кожа человека, может создавать и поддерживать свою структуру с помощью очень простых принципов самоорганизации.

В будущем группа продолжит использовать комбинацию компьютерного моделирования и клеточной биологии, чтобы раскрыть, как генетические мутации, происходящие во время рака, нацелены на пролиферацию стволовых клеток и механику, чтобы нарушить этот процесс.


Новости со всего мира