ゼブラフィッシュ背大動脈における血流制限内皮細胞押出

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Cell Rep.2020 Apr;31(2):107505. S2211-1247(20)30395-8. doi: 10.1016/j.celrep.2020.03.069.

ゼブラフィッシュ背大動脈における血流制限内皮細胞押出

Blood Flow Limits Endothelial Cell Extrusion in the Zebrafish Dorsal Aorta.

Pedro Campinho
Paola Lamperti
Francesco Boselli
Andrej Vilfan
Julien Vermot

PMID: 32294443 DOI: 10.1016/j.celrep.2020.03.069.

抄録

血流は血管新生時に内皮細胞（EC）応答を調節する。せん断ストレスは、内皮-間葉系転移および内皮-造血系転移に関連する遺伝子発現を制御することが知られている。しかし、ECの押し出しに関連する細胞過程に対する血流の影響はあまり理解されていない。この問題に対処するために、我々はECの動きを動的に記録し、3D定量法を用いてゼブラフィッシュ背側大動脈における細胞の軌跡に対する様々な細胞プロセスの寄与を分離するために使用します。その結果、血流に由来する機械的な力によって組織が変形する方向に沿ってECが細胞押し出し領域に向かって広がっていくことがわかった。血流が障害されると細胞の押し出しが増加する。同様に、メカノセンサーである多嚢胞性腎疾患2（pkd2）は細胞押し出しを制限しており、ECはその過程で積極的に機械的な力を感知していることを示唆している。これらの知見は、pkd2と血流がECの押し出しの重要な調節因子であることを特定し、機械的な力がECを内皮内に維持することで、このプロセスを調整していることを示唆している。

Blood flow modulates endothelial cell (EC) response during angiogenesis. Shear stress is known to control gene expression related to the endothelial-mesenchymal transition and endothelial-hematopoietic transition. However, the impact of blood flow on the cellular processes associated with EC extrusion is less well understood. To address this question, we dynamically record EC movements and use 3D quantitative methods to segregate the contributions of various cellular processes to the cellular trajectories in the zebrafish dorsal aorta. We find that ECs spread toward the cell extrusion area following the tissue deformation direction dictated by flow-derived mechanical forces. Cell extrusion increases when blood flow is impaired. Similarly, the mechanosensor polycystic kidney disease 2 (pkd2) limits cell extrusion, suggesting that ECs actively sense mechanical forces in the process. These findings identify pkd2 and flow as critical regulators of EC extrusion and suggest that mechanical forces coordinate this process by maintaining ECs within the endothelium.