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Mechanisms of Cell-Cell/Cell-ECM Communication in Durotaxis


西村 有香子 (北海道大学 遺伝子病制御研究所, 講師) 

Yukako Nishimura (Hokkaido Univ.)

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生体内で細胞は,単独または集団的協調作用によって遠隔地へ移動し,形態形成や傷の修復,癌の転移などを促進する.移動時の細胞は細胞外マトリックスの機械的性質を読み取り,適度な硬さを持った環境に向かう「メカノセンシング能力」を示す.この外環境の硬軟度の違いで誘導される細胞遊走は「走硬性」と呼ばれる.細胞の走硬性は多様な細胞種が有する普遍的現象であるが,生体内の不均一な力学環境における走硬性の作動機序とその生理的役割の理解は未だに進んでいない.本研究では,細胞集団の走硬性を司るマクロスケールの細胞内・細胞間コミュニケーション機構の解明を目指し,1)生体における細胞外環境の不均一性を模倣した「生体環境模倣ゲル」の開発と 2)走硬性を司る関連因子の可視化・計測・分子制御を組み合わせた包括的な解析を行う.本研究により,生体における正常細胞や癌細胞の遊走方式の理解が進むことが期待される.

Cells migrate toward a certain area of our body collectively or individually in many physiological processes, such as morphogenesis, wound healing, and cancer metastasis. In their journey, cells are capable of sensing external mechanical properties and migrating toward an environment with a specific rigidity. This type of migration, called as durotaxis, is conserved in a wide variety of cell types, but it remains unclear how a group of cells coordinates external mechanics to cellular machineries. We aim to uncover the molecular mechanisms of ‘collective durotaxis’ through a comprehensive analysis including (1) the development of matrix that mimics the heterogeneity of the extracellular environment in vivo and (2) molecular imaging and its quantitative analysis of the related factors that govern collective durotaxis. This project will advance our understanding of the principles of cell migration in normal and cancer status in vivo.

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