Агрегированным социальным амебам для движения нужен физический контакт, а не химические сигналы

Коллективная миграция клеток, при которой группы клеток движутся вместе с общей целью, важна для процессов от заживления ран до метастазирования опухолей. Мигрирующие клетки реагируют на комбинацию физических сигналов, вызванных контактом клетка-к-клетка, и волн химических сигналов, посылаемых локальными клетками для привлечения других.

Однако команда исследователей из Университета Осаки обнаружила, что этот комбинированный подход может не работать для клеток на всех стадиях развития.

В исследовании, опубликованном в Communications Biology, ученые использовали модельный организм Dictyostelium discoideum, чтобы понять сигналы, контролирующие коллективную миграцию клеток во время развития. Эти одноклеточные социальные амебы в условиях стресса собираются вместе, образуя многоклеточный агрегат, называемый слизнем.

Исследователи выяснили, что в то время как свободноживущие клетки реагируют на волны химических стимулов, клетки внутри слизня для индукции миграции требуют физического взаимодействия.

Ведущий автор Хидэнори Хасимура объяснил, как они использовали изменения интенсивности химических сигналов, чтобы определить важность этого типа сигнализации на разных стадиях развития. «Циклический аденозинмонофосфат (cAMP) — единственный химический сигнал наведения для агрегации клеток. С помощью визуализации живых клеток мы четко наблюдали волны cAMP, которые можно визуализировать с помощью зеленого флуоресцентного зонда, на начальных стадиях агрегации клеток», — говорит автор-корреспондент Юсуке В. Моримото. Однако выяснилось, что сигналы cAMP постепенно исчезали во время миграции многоклеточных слизней.

«Мы обнаружили, что волны распространения cAMP, которые, как считалось, контролируют массовое клеточное движение на всех стадиях развития Dictyostelium, фактически исчезали, как только клетки агрегировали в многоклеточные слизни, — объясняет соавтор Масахиро Уэда. — Хотя движение клеток внутри слизней было эквивалентно движению клеток на ранней стадии агрегации, отсутствие волн сигнала cAMP указывало на альтернативный сигнал для коллективной миграции клеток».

Исследователи предположили, что за коллективную миграцию клеток во время фазы слизня в развитии Dictyostelium вероятно отвечает «контактное следование», при котором физический контакт между клетками позволяет им следовать друг за другом.

Это первый случай, когда исследователи изучили динамику сигнала cAMP в многоклеточной фазе развития Dictyostelium, что подчеркивает важность изучения клеточных процессов на всех стадиях развития. Понимание сигналов коллективной миграции клеток — важный шаг в разработке методов предотвращения метастатического рака и улучшения заживления ран.