سفتی ماتریکس قطبی شدن شبکه میکروتوبولی در مهاجرت را تنظیم می کند
تاریخ انتشار: شنبه 25 دی 1395
| امتیاز:
طی مهاجرت سلولی مرکز سازمان دهنده میکروتوبول(MTOC) به تناوب در جایگاهی در جلوی هسته پلاریزه می شود، اما مطالعه اخیر شواهد متناقضی را برای جایگاه MTOC در سلول های قطبی شده مهاجرت کننده ارائه می دهد. در این جا، ما نشان می دهیم لوکالیزاسیون تحت سلولی MTOC بوسیله سفتی ماتریکس خارج سلولی تعدیل می شود. به ویژه، ما دریافتیم که انطباق ماتریکس خارج سلولی، جایگاه یابی MTOC را طی مهاجرت سلولی در سنجش scratch assays و هم چنین مهاجرت تک سلولی سلول های بنیادی مزانشیمی تغییر می دهد. برخلاف جایگاه قطبی شده مورد انتظار در جلو هسته، به نظر می رسد زمانی که سلول ها روی ماتریکس نرم در مهاجرت می کنند به طور تصادفی جهت گیری می کنند. بخش عمده تراکم میکروتوبول ها نیز روی ماتریکس نرم به طور برابر در جلو و پشت هسته قرار می کیرد اما روی ماتریکس سفت تنها در جلو هسته قطبی می شوند. این فرایند طی مهاجرت سلولی در مورد سلول هایی که در اینترفاز قرار دارند اتفاق می افتد. طی سیتوکینز، سنتروزوم ها حتی روی ماتریکس نرم در سمت دیگر کروموزوم ها قطبی می شوند با MIIB در شیار تسهیم لوکالیزه می شود که زمانی که سلول از سیتوکینز خارج می شود دپلیمریزه می شود. زمانی که سلول ها روی ریزآرایه های پرینت شده روی بسترهای با سفتی مختلف کشت شدند، MIIB اگر ماتریکس به اندازه کافی از نظر سفتی با نتایج مربوط به سلول های مهاجرت کننده مشابه باشد قادر به قطبی شدن هستند. با این حال، MTOC به طور تصادفی با توجه به هسته و مستقل از سفتی ماتریکس جهت گیری می کنند. ما استنباط می کنیم که مهاجرت سلولی برای جهت گیری MTOC در جلو هسته لازم است و سفتی ماتریکس به ایجاد قطبیت سلول طی مهاجرت کمک می کند.
Cytoskeleton (Hoboken). 2016 Dec 9. doi: 10.1002/cm.21349. [Epub ahead of print]
Matrix rigidity regulates the microtubule network polarization in migration.
Raab M1, Discher DE1,2.
Abstract
The microtubule organizing center (MTOC) frequently polarizes to a position in front of the nucleus during cell migration, but recent work has shown conflicting evidence for the MTOC location in migratory polarized cells. Here, we show that subcellular localization of the MTOC is modulated by the extracellular matrix stiffness. Specifically, we found that ECM compliance alters the positioning of the MTOC during cell migration in scratch wound assays as well as single cell migration of mesenchymal stem cells (MSCs). In contrast to the expected polarized position in front of the nucleus, the MTOC appears randomly positioned when cells are migrating on soft matrix. The bulk of the microtubule density is also equally likely to be in front of or behind the nucleus on soft matrix, but is polarized in front of the nucleus on stiff matrix. This occurred during cell migration with cells in interphase. During cytokinesis the centrosomes polarize on either side of the chromosomes even on soft matrix, with MIIB localized in the cleavage furrow which depolarizes as cells exit cytokinesis. When cells are immobilized on micro-patterns printed on the top of substrates of different stiffness, MIIB was able to polarize if the matrix was sufficiently stiff similar to results with migrating cells. However, the MTOC was randomly positioned with respect to the nucleus independent of matrix stiffness. We deduce that cell migration is necessary to orient the MTOC in front of the nucleus and that matrix stiffness helps to drive cell polarization during migration. This article is protected by copyright. All rights reserved.
PMID: 27935261