نیروی مکانیکی سازماندهی ماتریکس خارج سلولی و ریخت زایی تنوسیت را از طریق پیام رسانی TGF-β تنظیم می کند
تاریخ انتشار: جمعه 07 دی 1397
| امتیاز:
نیروهای مکانیکی بین سلول ها و ماتریکس خارج سلولی(ECM) شکل و عملکرد سلول را تحت تاثیر قرار می دهند. تاندون ها بافت های غنی از ماتریکس خارج سلولی هستند که عضلات و استخوان ها را به هم وصل می کنند و نیروی کششی زیادی را متحمل می شوند. آنالیز گورخرماهی های تراریخته بیان کننده mCherry که بوسیله یک تعیین کننده تاندونی به نام scleraxis ایجاد می شود نشان می دهد که فیبروبلاست های تاندون(تنوسیت ها) آرایه ای از انشعابات غنی از میکروتوبول را در شروع انقباض عضلانی می گسترانند. در تنه، این عمل دیواری متراکم از اتصالات عضلانی تاندونی را در مرزهای سومایتی، پر پندیکولار به میوفیبرها شکل می دهند که نقش آن ها به عنوان حسگرهای نیروها برای کنترل تولید ماتریکس خارج سلولی و قدرت تاندونی را نشان می دهد. ناتوانی یا عدم ثبات میکروتوبول ها طول انشعابات و ماتریکس خارج سلولی پیرامونی را کاهش می دهد که هر دوی آن ها می توانند بوسیله تحریک عضلانی حفظ شوند. هم چنین ناتوانی فسفریلاسیون SMAD3 را نیز در تنوسیت ها کاهش می دهد و مهار شیمیایی پیام رسانی TGF-β انشعابات تنوسیتی را کوتاه می کند. این نتایج نشان می دهد که TGF-β که در پاسخ به نیرو آزاد می شود، رو تنوسیت ها عمل می کند تا مورفولوژی آن ها و تولید ماتریکس خارج سلولی را تغییر دهد و یک مکانیسم فیدبکی را نشان می دهد که به موجب آن تاندون ها به کشش سازش می یابند.
life. 2018 Nov 26;7. pii: e38069. doi: 10.7554/eLife.38069. [Epub ahead of print]
Mechanical force regulates tendon extracellular matrix organization and tenocyte morphogenesis through TGFbeta signaling.
Subramanian A1, Kanzaki LF1, Galloway JL2, Schilling TF1.
Abstract
Mechanical forces between cells and extracellular matrix (ECM) influence cell shape and function. Tendons are ECM-rich tissues connecting muscles with bones that bear extreme tensional force. Analysis of transgenic zebrafish expressing mCherry driven by the tendon determinant scleraxis reveals that tendon fibroblasts (tenocytes) extend arrays of microtubule-rich projections at the onset of muscle contraction. In the trunk, these form a dense curtain along the myotendinous junctions at somite boundaries, perpendicular to myofibers, suggesting a role as force sensors to control ECM production and tendon strength. Paralysis or destabilization of microtubules reduces projection length and surrounding ECM, both of which are rescued by muscle stimulation. Paralysis also reduces SMAD3 phosphorylation in tenocytes and chemical inhibition of TGFβ signaling shortens tenocyte projections. These results suggest that TGFβ, released in response to force, acts on tenocytes to alter their morphology and ECM production, revealing a feedback mechanism by which tendons adapt to tension.
PMID: 30475205