Голодание и адгезия управляют формированием паттернов кератиноцитов в коже

Исследователи под руководством доцента Кена Нацуги из Университета Хоккайдо выяснили, что межклеточная адгезия управляет формированием паттернов в кератиноцитах — основных клетках эпителия. Результаты опубликованы в журнале Life Science Alliance.

Ключевые наблюдения:

• В исследовании использовали иммортализованную линию кератиноцитов HaCaT и культуры, полученные из одной клетки.
• Кератиноциты двигались случайным образом и спонтанно формировали области высокой и низкой плотности, создавая паттерны.
• Формирование паттернов сильно зависело от голодания: при обновлении питательной среды паттерны исчезали, но появлялись вновь по мере потребления клетками питательных веществ.

Молекулярные механизмы:

• Анализ экспрессии генов показал повышенную активность белков клеточной адгезии и дифференцировки кератиноцитов в областях высокой плотности.
• Молекулы адгезивных контактов (AJ), такие как E-кадгерин и актин, были локализованы в межклеточных соединениях этих областей.

Подтверждение моделью:

• Математическая модель подтвердила, что при равномерной плотности и стрессе сильная клеточная адгезия приводит к формированию паттернов плотности.
• Было также показано, что паттерны кератиноцитов влияют на пролиферацию и дифференцировку клеток, а голодание по сыворотке влияет на стратификацию эпидермиса в клетках кожи мышей.

Вывод:

Исследование представляет новую и надежную модель индуцированного клеточной адгезией паттернообразования (CAIP). Работа углубляет понимание механизмов клеточной организации и её влияния на судьбу клеток и стратификацию эпителия.