上皮组织不断与其周围环境互动。为了有效运作，它们必须维持微妙的平衡（稳态）并小心调节其细胞数量。这种调节通过细胞挤出的程序发生，作为一种检查点系统，去除不必要或有害的细胞。来自马克斯普朗克物理与医学中心（MPZPM）、雅克·莫诺研究所（CNRS，UP Cité，法国）和尼尔斯·玻尔研究所（丹麦）的研究人员最近展示了物理信号如何影响被挤出细胞的命运，决定它们是生存还是死亡。他们的研究结果发表在《自然物理学》上，可能为理解健康和疾病状态下的组织特性开辟新的途径。
上皮细胞是动态的，必须经常自我更新。因此，从组织中移除细胞的过程，被称为细胞凋亡挤出，定期发生并对维持稳态至关重要。除了支持组织健康，细胞挤出还显著促进了组织形状的变化和肿瘤的进展。因此，挤出的机制可以极大地影响细胞结果，因为挤出死亡或活细胞会导致生物效应的显著不同。这在发育阶段尤其重要，当组织或器官正在形成时，也对疾病进展有显著影响，例如在癌症中。尽管已知细胞挤出在发育、衰老以及癌症进展中具有影响，直到现在，决定被挤出细胞命运的因素仍未得到很好的理解。
机械细胞间力影响挤出细胞的命运
上皮层中的细胞对其邻近细胞施加力，这可以引发细胞的脱落和消除。虽然去除死亡细胞是处理不适合或不必要细胞的关键，活细胞的挤出在发育中发挥重要作用，并且通常与疾病反应相关。由MPZPM的贝诺伊特·拉杜教授领导的研究团队，与尼尔斯·玻尔研究所的阿敏·杜斯托莫哈马迪教授和雅克·莫诺研究所的雷内·马克·梅格博士合作，提出上皮细胞间的机械力影响挤出过程，并最终决定这些细胞的命运。
研究人员证明，施加的力的强度和持续时间影响被挤出的细胞是活的还是死的。这些物理信号受到细胞间连接的强度的影响，特别是E-钙黏蛋白连接。此外，他们发现细胞可以根据相关的机械细胞间力向组织的顶部或底部被挤出。值得注意的是，活细胞更频繁地被发现向基底侧挤出。
由拉杜、梅格和杜斯托莫哈马迪领导的团队将三维细胞结构的物理建模与使用不同水平表达某些蛋白质的细胞的实验相结合。这些蛋白质连接细胞并充当机械传感器（具体而言基于E-钙黏蛋白），在调节细胞间相互作用中发挥作用。他们与来自居里研究所的菲利普·查夫里耶博士团队的合作工作表明，力通过细胞连接（粘附连接）的传递方式的变化可能会在挤出过程中改变凋亡细胞的死亡。此外，改变的力传递导致挤出方向从顶部转向底部，进一步影响挤出细胞的命运。
拉杜表示：“我们的研究强调，细胞挤出的不同模式与组织内机械力的产生、施加和传递的变化相关，导致基因和蛋白质水平的修饰。因此，细胞间沟通管理的细胞间力的传递对细胞挤出机制是必不可少的，这可能在形态发生和癌细胞侵袭过程中产生影响。”
研究的共同第一作者拉克希米·巴拉苏布拉马尼亚姆博士和西亚瓦什·蒙法雷德博士补充道：“我们的发现也强调了通过粘附连接调节的力传递的重要性，提供了对这些连接在各种癌症组织中作用的见解。”
