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マトリックスの剛性(rigidity)は心臓前駆細胞の内皮への分化と形態形成を制御する

Matrix Rigidity Controls Endothelial Differentiation and Morphogenesis of Cardiac Precursors

Research Article

Sci. Signal., 5 June 2012
Vol. 5, Issue 227, p. ra41
[DOI: 10.1126/scisignal.2003002]

Kshitiz1,2*, Maimon E. Hubbi2*, Eun Hyun Ahn3, John Downey1, Junaid Afzal4, Deok-Ho Kim1,5, Sergio Rey2, Connie Chang1, Arnab Kundu1,2, Gregg L. Semenza2,4,6,7, Roselle M. Abraham4, and Andre Levchenko1,2,8†

1 Department of Biomedical Engineering, Johns Hopkins Medical Institutions, Baltimore, MD 21205, USA.
2 Vascular Biology, Institute for Cell Engineering, Johns Hopkins Medical Institutions, Baltimore, MD 21205, USA.
3 Department of Pathology, School of Medicine, University of Washington, Seattle, WA 98195, USA.
4 Department of Medicine, Johns Hopkins Medical Institutions, Baltimore, MD 21205, USA.
5 Department of Bioengineering, School of Medicine, University of Washington, Seattle, WA 98195, USA.
6 Departments of Pediatrics, Oncology, Radiation Oncology, and Biological Chemistry, The Johns Hopkins Medical Institutions, Baltimore, MD 21205, USA.
7 McKusick-Nathans Institute of Genetic Medicine, Johns Hopkins Medical Institutions, Baltimore, MD 21205, USA.
8 Institute for Computational Medicine, Johns Hopkins University, Baltimore, MD 21218, USA.

* These authors contributed equally to this work.

† To whom correspondence should be addressed. E-mail: alev@jhu.edu

要約:組織の発生と再生には、厳密に協調されて統合された過程(組織に存在する幹細胞と前駆細胞の選択的増殖、標的となる体細胞への分化、空間的形態的な組織化など)が関与している。これらの過程の協調における機械的環境の役割は、あまりわかっていない。われわれは、未変性の心臓組織に由来する多能性細胞が、細胞基層の剛性を絶えず監視し、細胞基層の剛性が心筋の剛性としっかりと合致した時に、増殖、内皮分化、および形態形成の亢進を示すことを報告する。このように多様な過程の機械的調節には、RhoA依存性および非依存性な機構を介して作用するRhoAのグアノシントリホスファターゼ活性化タンパク質であるp190RhoGAPが必要であった。p190RhoGAP存在量の自然減少または誘導された減少は、細胞間および細胞−基層間の相互作用を分化を制御するする遺伝子回路に共役させることによって、一連の発生イベントを誘起した。

Kshitiz, M. E. Hubbi, E. H. Ahn, J. Downey, J. Afzal, D.-H. Kim, S. Rey, C. Chang, A. Kundu, G. L. Semenza, R. M. Abraham, A. Levchenko, Matrix Rigidity Controls Endothelial Differentiation and Morphogenesis of Cardiac Precursors. Sci. Signal. 5, ra41 (2012).

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