Devel Cell：死亡细胞或能帮助邻居细胞维持其机体组织完整性！

2021年7月15日 讯 /生物谷BIOON/ --目前科学家们并不清楚到底是什么调节着组织中细胞消除的时空分布，这对于具有较高细胞消除率的上皮细胞而言尤其重要，因为临近细胞的同时死亡或许会损伤上皮细胞的“密封性”。为了促进组织更新，人类组织会不断消除数以百万计的细胞，而并不会损害组织的完整性、形态和连接性；维持这种完整性所涉及的机制目前研究人员并不清楚；近日，一篇发表在国际杂志Developmental Cell上题为“Robustness of epithelial sealing is an emerging property of local ERK feedback driven by cell elimination”的研究报告中，来自法国巴斯的研究所等机构的科学家们通过研究揭示了一种新过程，其或能允许被淘汰的细胞暂时保护其邻近细胞免于细胞死亡，从而来维持组织的完整性。这种保护机制非常重要，如果其被破坏的话就会导致组织间暂时失去连接。研究者观察到，当这一机制被失活时，多个邻近细胞的同时消除则会损害组织的完整性，而完整性的缺失可能是导致慢性炎症的原因。

图片来源：https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1534580721004354

文章中，研究人员着手通过对果蝇进行研究来识别参与上皮完整性的机制以及影响上皮细胞连接性的状况，果蝇是一种在实验室中经常使用的模型，其上皮结构与人类相似。利用蛋白质敏感荧光标志物，研究人员发现，当细胞死亡时，EGFR-ERK通路（一种参与细胞生存调节的细胞激活信号通路）就会在邻近细胞中被短暂激活；EGFR-ERK通路能保护临近细胞免受细胞死亡的影响，而这一保护时间大约为1小时，从而就能预防一组细胞被同时淘汰。研究者Romain Levayer说道，如今我们已经知道这一通路在调节上皮组织的细胞生存过程中扮演着关键角色，但我们惊讶地发现了细胞间的这种保护性动态特征。

研究人员还发现，抑制这种保护性机制还会对上皮组织产生剧烈的影响，即细胞的消除就会变得随机，且邻近的细胞也会被同时消除；从而导致连接性的反复丧失。在正常情况下，当EGFR-ERK通路并未被刻意抑制时，即使有大量的细胞被消除，但研究人员也并未在上皮组织中观察到相邻细胞群的消除现象。利用一种新型的光遗传学工具在时间和空间上控制细胞的死亡，并绕过其保护性机制，科学家们证实，当邻近的细胞被同时消除时，上皮的完整性就会受到损害；但令人惊讶的是，上皮组织对被淘汰的细胞的空间分布高度敏感，虽然其能承受大量细胞的消除，但如果只有三个邻近细胞被同时消除，那么上皮的完整性就会受到影响。

排出三个或更多细胞簇足以损伤上皮组织的密封性。

图片来源：Léo Valon，et al. Developmental Cell (2021). DOI:10.1016/j.devcel.2021.05.006

研究人员观察证实，组织需要发展出预防邻近细胞群被清除的新型机制，这些观察性研究结果非常重要，因为其阐明了生物组织令人难以置信的自我组装能力；而这种特性就会使其承受一定的压力条件；研究者Romain Levayer说道，因此我们并不需要一个指挥家来协调细胞的死亡地点和时间，这一切都基于邻近细胞之间高度的局部通信。这一过程似乎在进化过程中一直处于保守状态，研究人员表示，他们在人类细胞系中独立发现了基于局部EGFR-ERK激活的相同保护性机制。研究结果表明，这种保护性机制在相隔数亿年的物种之间是保守的，这或许就提示这是一种相对普遍的机制。

综上，后期研究人员将会继续深入研究来揭示细胞死亡协调机制是否会发生干扰，以及上皮细胞连接性的反复丧失或许就是机体慢性炎症的根源之一，而慢性炎症是引发多种疾病的现象，目前也是引发全球人群死亡的主要原因之一。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Léo Valon，Anđela Davidović，Florence Levillayer, et al. Robustness of epithelial sealing is an emerging property of local ERK feedback driven by cell elimination, Developmental Cell (2021). DOI:10.1016/j.devcel.2021.05.006