直接的細胞間相互作用を介するシグナル伝播機構の作製

Sci. Signal., 17 April 2012
Vol. 5, Issue 220, p. ra31
[DOI: 10.1126/scisignal.2002764]

Mitsuhiro Matsuda^1,2, Makito Koga^1,2, Eisuke Nishida², and Miki Ebisuya^1*

¹ Career-Path Promotion Unit for Young Life Scientists, Kyoto University, Sakyo-ku, Kyoto 606-8501, Japan.
² Department of Cell and Developmental Biology, Graduate School of Biostudies, Kyoto University, Sakyo-ku, Kyoto 606-8502, Japan.

* To whom correspondence should be addressed. E-mail: ebisuya@lif.kyoto-u.ac.jp

要約：接触依存的な細胞間情報伝達には精巧な細胞パターンを生みだす能力があり、これはin vivoで起こっている。われわれは、リガンドDeltaと受容体NotchからなるDelta-Notchシグナル伝達系を利用して、培養細胞において伝播するシグナルを発生させる隣接細胞間の正のフィードバックループを構築した。NotchのDeltaに対する応答を増幅するために、われわれは転写カスケードとNotchに対する正の調節因子Lunatic fringeを用いた。数理モデルを利用して適切な増幅量を決定したところ、Deltaの発現誘導がある細胞から隣接する細胞へ伝播し、局所細胞集団内で双安定性（二つの安定な定常状態を持つこと）が生じ、その結果Deltaに関して陽性または陰性の別個の細胞集団が生じた。このような結果は、細胞間の正のフィードバックループがシグナルの伝播および細胞集団レベルでの双安定性を生じさせるのに十分であることを示している。本研究は哺乳類細胞におけるより精巧な細胞パターンを設計するための第一歩である。

M. Matsuda, M. Koga, E. Nishida, M. Ebisuya, Synthetic Signal Propagation Through Direct Cell-Cell Interaction. Sci. Signal. 5, ra31 (2012).