线粒体在淋巴发育中起着关键作用

线粒体在淋巴发育中起着关键作用
在主静脉(CV)中形成淋巴内皮祖细胞(红色),这些淋巴祖细胞在静脉外出芽,到达不同的器官和组织,形成整个淋巴血管。CV和血管系统用绿色标记。信贷:西北大学

根据发表在《科学》杂志上的一项研究,线粒体在淋巴管系统的形成中起着关键作用科学的进步

该细胞器控制着一个关键的自动调节反馈回路,在淋巴内皮细胞(LEC)的命运规范中运行,感知LEC的代谢需求和局部组织环境。这一机制可能也存在于其他器官系统中,根据Guillermo Oliver博士,Thomas D. Spies淋巴代谢教授和该研究的资深作者。

“这是第一次,我们定义了线粒体活动也是细胞命运所必需的——这个概念在几年前是不可想象的,”奥利弗说,他还是肾内科和高血压部的医学教授,也是范伯格心血管和肾脏研究所血管和发育生物学中心的主任。“我们认为,这可能是一种更常见的功能角色——细胞规格和迁移,发生在各种细胞类型和组织中。”

淋巴管运输液体和遍及身体的大部分组织。在在美国,Prox1基因在静脉中表达,导致血液形成淋巴管内皮祖细胞。

然后这些祖细胞稳定地离开静脉,沿着整个胚胎扩散,形成一个覆盖成人大部分器官和组织的淋巴网络。然而,根据奥利弗的说法,祖细胞的生成以及它们从静脉的迁移必须受到严格的控制。

奥利弗说:“如果有太多这样的细胞离开静脉,由于这些细胞构成了静脉壁,静脉的完整性最终将受到损害。”“因此,必须谨慎监管。”

Oliver实验室之前的工作表明,这种调节是通过Prox1和血管生长因子受体3 (VEGFR3)之间的调节回路完成的。Prox1和VEGFR3相互结合,只要这个循环活跃,淋巴祖细胞就会离开静脉,最终成为成熟的淋巴细胞。然而,奥利弗说,这种反馈回路的持续时间以及它被下调的机制尚不清楚。

Navdeep Chandel博士,David W. Cugell医学博士,肺和危重症护理部门医学教授,生物化学和分子遗传学教授,以及该研究的合著者,之前发现年轻小鼠血液内皮细胞线粒体复合物III的缺失会影响内皮细胞的增殖和迁移。

奥利弗说:“我对Navdeep实验室的结果感到惊讶,因为我相信,如果没有线粒体呼吸,这些细胞就会死亡。”

Oliver和该研究的主要作者,Oliver实验室博士后Ma Wanshu博士,从小鼠胚胎的淋巴内皮细胞中去除线粒体复合体iii -一种细胞呼吸必不可少的结构。

令人惊讶的是,研究人员发现,没有线粒体复合物III,淋巴祖细胞的数量大大减少,而那些确实离开静脉的细胞很快失去了它们的淋巴细胞命运,恢复到它们最初的血管表型。这是由VEGFR3的下调引起的,而VEGFR3又下调了Prox1,这是一个经常需要维持淋巴系统的主调节器据马云说。

“这些细胞正在失去使它们成为淋巴管的特征,”Ma说。

通过几种实验方法,科学家们还发现,如果没有线粒体复合物III和细胞呼吸,某些代谢副产品就会从细胞中消失,而这些副产品作为淋巴内皮细胞的信号已经离开血管,prop1 - vegfr3反馈回路就会关闭。

“这可能是一个细胞代谢状态的通用传感器,以某种方式能够感知微环境和检测奥利弗说。

虽然这项研究只检测了淋巴内皮细胞的发育,奥利弗说他相信线粒体在其他地方可能对这一过程至关重要,而钱德尔已经表明,类似的信号在干细胞发育和肿瘤形成中也很重要。

奥利弗说:“我们相信这是一个更加普遍的现象——不仅仅是淋巴管,而是每一种分化的细胞类型。”


进一步探索

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更多信息:马万舒等。在淋巴内皮细胞命运规范和维持期间,线粒体呼吸控制着Prox1-Vegfr3反馈回路,科学的进步(2021)。DOI: 10.1126 / sciadv.abe7359
期刊信息: 科学的进步

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引用:线粒体在淋巴发育中发挥关键作用(2021年5月3日
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