细胞间粘附引起的角质形成细胞的模式可以仅通过饥饿和强粘附来解释，研究人员发现。
北海道大学的研究人员已经表明，角质形成细胞因细胞间粘附而形成的模式可以完全用饥饿和强粘附来解释。
指纹是上皮细胞如何形成不同模式的一个突出例子。角质形成细胞是上皮中的主要细胞，可以在微观和宏观尺度上创建模式。尽管已有众多因素影响这种模式形成被识别，但推动此过程的确切机制仍然不清楚。
一个由北海道大学医学部的副教授奈津贺健领导的研究团队发现，细胞间粘附是角质形成细胞模式形成的关键因素。他们的发现发表在期刊生命科学联盟上。
“在这项研究中，我们使用了一种被称为HaCaT的不朽角质形成细胞系，它保持了正常角质形成细胞的特征，”奈津贺指出。“为了确保我们发现的可靠性，我们从这个细胞系中创建了单细胞培养。”
研究人员观察到，无论是在原始的多样化细胞系中，还是在单细胞衍生的培养中，模式形成均发生。在培养过程中，角质形成细胞随机移动，并开始自发产生高低细胞密度区域，从而导致模式的形成。
饥饿对这些模式的形成产生了显著影响。每当培养基被补充时，现有的模式会消失，但随着角质形成细胞消耗培养基中的营养物质，模式会重新出现。
该团队还分析了角质形成细胞内的基因表达，发现细胞粘附蛋白和与角质形成细胞分化相关的蛋白在高细胞密度区域更为显著。“由于细胞粘附对于形成高细胞密度区域至关重要，因此我们特别关注了黏附连接（AJ）分子的表达，比如E-钙粘蛋白和肌动蛋白，”奈津贺解释道。“我们发现这些分子集中在高密度区域的细胞之间的连接处。”
此外，研究人员采用数学模型验证了强细胞粘附在均匀空间密度和应力条件下会导致密度模式的出现。他们还表明，角质形成细胞形成的模式影响它们的增殖和分化，并且血清饥饿影响小鼠皮肤细胞的表皮分层（特定类型的分化）。
“我们的研究提供了一个新的强健的细胞间粘附引起的模式（CAIP）模型，”奈津贺总结道。“我们增强了对细胞组织机制的理解及其对细胞命运决定和上皮分层的影响。”该团队表示，上皮细胞间的粘附既是模式形成的必要条件，也是充分条件。他们未来的研究将旨在将更多变量纳入模型，以探索其他并发的发育过程。
