Сохранение целостности ткани во время экструзии клетокТкани нашего тела, такие как эпителиальная, нервная или мышечная ткань, состоят из миллионов плотно упакованных клеток. Каждая клетка живет в этих условиях как отдельная единица, но их основная функция определяется общей ролью ткани.
Эпителиальная ткань находится на поверхности органов или в полостях тела и обеспечивает защиту; предотвращение утечки жидкостей и других питательных веществ из организма и предотвращение попадания вредных токсинов.Целостность любой ткани имеет решающее значение для их функции, особенно в случае эпителиальной ткани. Точно так же, как пластиковый пакет может протечь, если его проколоть, то же самое произойдет и с эпителиальной тканью, если клетки будут повреждены в результате травмы или болезни.
Клетки также склонны к умиранию, когда они повреждены, и даже самые маленькие отверстия, оставшиеся после смерти одной клетки, должны быть немедленно заполнены, чтобы сохранить целостность ткани. Однако умирающую клетку необходимо отделить от своих соседей и удалить в процессе, известном как экструзия клеток.
Если этого не происходит, умирающая клетка накапливается в ткани и вызывает дальнейшее повреждение соседней здоровой ткани. Таким образом, удаление умирающей клетки из ткани без нарушения целостности ткани — нетривиальный процесс.Как умирающие клетки удаляются из эпителиальной ткани
Чтобы понять, как умирающие клетки удаляются из эпителиальной ткани, в то время как окружающая ткань остается неповрежденной и функциональной, исследователи MBI во главе с доцентом Юсуке Тояма из Института продолжили свои более ранние исследования, изучив клетки в развивающихся куколках плодовой мухи с использованием живых изображений.Анализируя свойства клеток, окружающих умирающую клетку, а также саму умирающую клетку, команда выявила тщательно спланированную последовательность молекулярных событий, которые вращались вокруг взаимодействия между молекулярными структурами, удерживающими клетки вместе, и сократительными кабелями на основе белка в клетках. расположен в непосредственной близости.Во-первых, белки, которые соединяют умирающую клетку с ее соседями, начинают ремоделироваться.
Обычно эти адгезивные структуры существуют между клетками ткани, чтобы физически удерживать клетки вместе. Они также обеспечивают связь между ячейками. По мере того как спайки модифицируются, а белковые компоненты, составляющие спайки, уменьшаются, клетки, окружающие умирающую клетку, по существу отпускают ее. Результатом является временное снижение натяжения ткани, которое распространяется на ткань, вдали от умирающей клетки.
Это разъединение клеточных адгезий позволяет клетке высвобождаться из ткани. Однако, чтобы ткань не протекала, оставленное отверстие необходимо немедленно закрыть.Было обнаружено, что этот процесс включает образование и сжатие кабеля на основе белка, который проходит через каждую ячейку, окружающую отверстие.
Хотя это «сокращение кисетной нити» было описано ранее, авт. Обнаружили, что его образование было напрямую связано с уменьшением компонентов межклеточной адгезии и последующим отделением умирающей клетки от ее соседей.В этом случае было предложено снять напряжение как событие, которое запускает накопление белков, необходимых для создания сократительного кабеля. Затем сокращение кабеля восстанавливает натяжение ткани, что заставляет клетки, окружающие отверстие, растягиваться.
Растягивание клеток приближает их к клеткам на другой стороне отверстия, с помощью чего они могут образовывать новые контакты между клетками. Это в конечном итоге закрывает промежуток, который временно образовался, чтобы позволить умирающей клетке уйти.В конечном счете, эти результаты позволяют по-новому взглянуть на динамические клеточные процессы, которые происходят при нарушении целостности ткани. Чтобы избежать пагубных последствий, организм инициирует последовательность событий, которая, как показывает это исследование, сильно скоординирована и зависит от физических взаимодействий, происходящих на клеточном уровне.
Поскольку тканевая инженерия зависит от нашего лучшего понимания того, как наши тела естественным образом формируют и поддерживают здоровые ткани, результаты этого исследования помогут ученым лучше внедрять искусственно созданные ткани в будущем.