創傷治癒における細胞の形状変化メカニズムを解明(Body’s cells change shape to deal with wounds)

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2025-08-15 バーミンガム大学

University of Birminghamとインドの研究チームは、上皮細胞が傷を閉じる過程において、内部の細胞小器官である小胞体(ER)がギャップの形状に応じて構造を変化させることで、細胞移動の方式を切り替えていることを発見しました。具体的には、ギャップが外向きに凸(convex)している場合、ERは管状構造を形成し、細胞は幅広い突起を伸ばして“クロール(這う)”する移動を行います。逆に内向きに凹(concave)している場合には、ERはシート状になり、細胞は“パースストリング(purse‑string)”と呼ばれる収縮によってギャップを引き寄せ、閉じる移動を選択します。この構造変化は、凸部での押しの力と凹部での引きの力という異なる機械的刺激に応じて駆動され、ERが機械的・幾何学的な刺激を感知し移動モードを制御する「メカノトランスダクション(mechanotransduction)」機構として機能していることが示されました。これらの成果は、創傷治癒の理解を深めるとともに、組織再生やがんの転移抑制など、応用への期待も広がる重要な知見です。

<関連情報>

エッジ曲率が小胞体の再編成を駆動し、上皮細胞の移動様式を決定する Edge curvature drives endoplasmic reticulum reorganization and dictates epithelial migration mode

Simran Rawal,Pradeep Keshavanarayana,Diya Manoj,Purnati Khuntia,Sanak Banerjee,Basil Thurakkal,Rituraj Marwaha,Fabian Spill & Tamal Das
Nature Cell Biology  Published:18 August 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41556-025-01729-3

創傷治癒における細胞の形状変化メカニズムを解明(Body’s cells change shape to deal with wounds)

Abstract

From single-cell extrusion to centimetre-sized wounds, epithelial gaps of various sizes and geometries appear across organisms. Their closure involves two orthogonal modes: lamellipodial crawling at convex edges and purse string-like movements at concave edges. The mechanisms driving this curvature-dependent migration remain unclear. Here we perform an intracellular cartography to reveal that in both micropatterned and naturally arising gaps, the endoplasmic reticulum (ER) undergoes edge curvature-dependent morphological reorganizations, forming tubules at convex edges and sheets at concave edges. This reorganization depends on cytoskeleton-generated protrusive and contractile forces. Mathematical modelling reveals that these morphologies minimize strain energy under their respective geometric regime. Functionally, ER tubules at the convex edge favour perpendicularly oriented focal adhesions, supporting lamellipodial crawling, while ER sheets at the concave edge favour parallelly oriented focal adhesions, supporting purse string-like movements. Altogether, ER emerges as a central mechanotransducer, integrating signals from cytoskeletal networks to orchestrate two orthogonal modes of cell migration.

医療・健康
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