微小血管の流れの中での細胞間相互作用を介したテザリング、蒸発、小胞化

Tethering, evagination, and vesiculation via cell-cell interactions in microvascular flow.

• Robert J Asaro
• Qiang Zhu
• Ian C MacDonald

抄録

特に赤血球由来の小胞はよく知られた例であり、特に早期クリアランスに対する自己防御機構を構成している。ここでは、赤血球由来の小胞が微小血管内で形成され、激しいせん断流の中で、細胞が他の細胞や細胞外マトリックスに付着し、テザーやエバジネーションを形成することで、細胞が付着するというパラダイムを探っています。付着は、本明細書で議論されるように、疾患状態または化学的異常によって増強されてもよいし、または引き起こされてもよい。そのようなプロセスのためのメカニズムは、例えば、補足資料として含まれているように、脾臓静脈洞内のビデオ記録された細胞のマイクロフロー（マクドナルドら1987）から直接パターン化された数値シミュレーションを介して詳細に説明されています。発見されたメカニズムは、赤血球の膜骨格のリモデリング、特に、細胞の変形の不可欠な部分であるそのプロセスに関連する時間スケールを考慮する必要性を強調しています。このようにして、本分析は、よく使われる「細胞の変形性」という言葉が実際にはどのようなものを意味するのかという概念を、より全体的に理解するための重要な洞察を提供しています。また、この分析では、さらなる定量的な記述を可能にするためにはどのようなデータが必要かを詳細に説明し、そのようなデータを得るための実験的な経路を提案しています。

Vesiculation is a ubiquitous process undergone by most cell types and serves a variety of vital cell functions; vesiculation from erythrocytes, in particular, is a well-known example and constitutes a self-protection mechanism against premature clearance, inter alia. Herein, we explore a paradigm that red blood cell derived vesicles may form within the microvascular, in intense shear flow, where cells become adhered to either other cells or the extracellular matrix, by forming tethers or an evagination. Adherence may be enhanced, or caused, by diseased states or chemical anomalies as are discussed herein. The mechanisms for such processes are detailed via numerical simulations that are patterned directly from video-recorded cell microflow within the splenic venous sinus (MacDonald et al. 1987), as included, e.g., as Supplementary Material. The mechanisms uncovered highlight the necessity of accounting for remodeling of the erythrocyte's membrane skeleton and, specifically, for the time scales associated with that process that is an integral part of cell deformation. In this way, the analysis provides pointed, and vital, insights into the notion of what the, often used phrase, cell deformability actually entails in a more holistic manner. The analysis also details what data are required to make further quantitative descriptions possible and suggests experimental pathways for acquiring such.