研究人员揭示了果蝇幼虫表皮细胞（LECs）如何有意地经历细胞死亡来促进上皮组织重塑的分子复杂性。具体而言，内吞作用的减少导致表皮生长因子受体（EGFR）信号通路的激活减少。EGFR通路活动的降低使LECs能够从单细胞凋亡转变为更大范围的细胞死亡，这种死亡发生在细胞群体中。这一机制促进了LECs的快速清除，从而允许适当的组织可塑性。
在复杂多细胞生物的生长和发育过程中，组织重塑是必不可少的。当新的细胞增殖时，需要消除旧的细胞以维持组织内部的平衡和功能。在果蝇（Drosophila）的变态过程中，这一过程的一个例子发生在腹部上皮中。在这里，幼虫表皮细胞（LECs）被组织细胞所取代，后者是成体细胞所需的前体。大阪大学研究人员在《PLOS Biology》上发表的一项最新研究揭示了LEC清除如何被精确管理的新分子见解。
在果蝇的发育过程中，LECs逐渐开始凋亡。在后期，这些细胞迅速被消除并完全被组织细胞 reemplazados。虽然这一过程的重要性得到了广泛认可，但驱动这一过程的确切机制仍然不确定。研究小组对内吞作用——一种细胞过程，其中物质被摄取——对LEC清除的影响产生了兴趣。
研究的主要作者凯文·尤斯万说：“我们的团队最近发布的研究表明，内吞活性的降低可以触发特定的分子事件，导致LEC凋亡。”他说：“这引起了我们对表皮生长因子受体（EGFR）通路的兴趣，因为早期研究表明内吞作用可能会调控它。”
通过运用各种分子和细胞技术，研究人员发现，在果蝇发育的后期阶段观察到的快速LEC凋亡涉及凋亡机制的转变——从孤立的单细胞凋亡转变为更为集群的凋亡。值得注意的是，遗传性降低EGFR表达导致在发育早期更广泛的LEC消除，而增加EGFR表达则导致LEC消除的减少。
研究的资深作者梅津大树表示：“进一步的调查揭示，细胞外信号调节激酶（ERK）的活性减少的影响与内吞活性的降低有关，这是一种在EGFR下游发挥作用的分子。”他表示：“我们还发现，ERK活性对凋亡过程中转变至关重要。”
本质上，围绕着正在经历凋亡的LEC的LECs显示出ERK活性的暂时增加，这抑制了集群的细胞死亡。然而，内吞活性的下降打破了这种增强的ERK活性，导致LEC的集群凋亡，从而加速了细胞的清除速度。
尤斯万表示：“传统上，科学界认为集群凋亡可能对生物体是有害的。”他补充说：“我们的发现挑战了这一观点，表明集群凋亡实际上是有效且正确的组织发育所必需的。”
通过阐明果蝇组织重塑的分子方面，这项研究也为健康提供了更广泛的意义。对组织生长过程中凋亡调控的更深入理解可能有助于解开异常细胞死亡如何导致发育期间的先天异常。
