川平直史 医学研究科博士課程学生、 森下喜弘 理化学研究所 チームリーダー、大塚大輔 同上級研究員らの研究グループは、心臓の初期発生で見られる左右非対称の「ループ状構造」が、心臓を作る「細胞そのものの再配列」という内因的かつ動的な要因により形成されることを明らかにしました。
今回、本研究グループは、発生のある时刻での形から次の时刻で见られる心臓の形の変化の过程を详细に追跡し、その背后にある细胞プロセスの解明を目指しました。その结果、「心筒」と呼ばれる原始心臓内の组织が、左右で异なる方向に伸长することで左右非対称のループ状构造が形成されること、そしてその主な要因が特に右侧の心筋细胞集団が特定方向に再配列するためであることを突き止めました。これは、従来の心臓形成モデルが前提とした、空间的な制约や外部组织からの细胞流入ではなく、心臓を构成する细胞の「集団运动」が左右非対称な心臓を形作ることを示した重要な発见です。
本研究成果は、「臓器の形がどのように作られるのか」という生物学上の根本问题を、実験と理论の融合研究、および组织と细胞という异なる阶层间の定量比较解析で解き明かしたものです。今后、同様の解析が、心臓以外の臓器や、先天性疾患?奇形の発生机序の解明に応用されることが期待されます。
本研究成果は、2020年 3月18日に、 国際学術誌「Cell Reports」のオンライン版に掲載されました。
図： 発生初期の心臓の外形変化と细胞の轨道计测に基づく组织変形动态の再构成
详しい研究内容について
书誌情报
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Naofumi Kawahira, Daisuke Ohtsuka, Naoki Kida, Ken-ichi Hironaka, Yoshihiro Morishita (2020). Quantitative Analysis of 3D Tissue Deformation Reveals Key Cellular Mechanism Associated with Initial Heart Looping. Cell Reports, 30(11), 3889-3903.e5.
