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Extracellular matrix anisotropy is determined by TFAP2C-dependent regulation of cell collisions.
Nature Materials ( IF 41.2 ) Pub Date : 2019-10-28 , DOI: 10.1038/s41563-019-0504-3 Danielle Park 1 , Esther Wershof 1, 2 , Stefan Boeing 3 , Anna Labernadie 4 , Robert P Jenkins 1 , Samantha George 1 , Xavier Trepat 4, 5 , Paul A Bates 2 , Erik Sahai 1
Nature Materials ( IF 41.2 ) Pub Date : 2019-10-28 , DOI: 10.1038/s41563-019-0504-3 Danielle Park 1 , Esther Wershof 1, 2 , Stefan Boeing 3 , Anna Labernadie 4 , Robert P Jenkins 1 , Samantha George 1 , Xavier Trepat 4, 5 , Paul A Bates 2 , Erik Sahai 1
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The isotropic or anisotropic organization of biological extracellular matrices has important consequences for tissue function. We study emergent anisotropy using fibroblasts that generate varying degrees of matrix alignment from uniform starting conditions. This reveals that the early migratory paths of fibroblasts are correlated with subsequent matrix organization. Combined experimentation and adaptation of Vicsek modelling demonstrates that the reorientation of cells relative to each other following collision plays a role in generating matrix anisotropy. We term this behaviour 'cell collision guidance'. The transcription factor TFAP2C regulates cell collision guidance in part by controlling the expression of RND3. RND3 localizes to cell-cell collision zones where it downregulates actomyosin activity. Cell collision guidance fails without this mechanism in place, leading to isotropic matrix generation. The cross-referencing of alignment and TFAP2C gene expression signatures against existing datasets enables the identification and validation of several classes of pharmacological agents that disrupt matrix anisotropy.
中文翻译:
细胞外基质各向异性由 TFAP2C 依赖的细胞碰撞调节决定。
生物细胞外基质的各向同性或各向异性组织对组织功能具有重要影响。我们使用成纤维细胞研究出现的各向异性,这些成纤维细胞从均匀的起始条件产生不同程度的矩阵排列。这表明成纤维细胞的早期迁移路径与随后的基质组织相关。Vicsek 模型的组合实验和改编表明,碰撞后细胞相对于彼此的重新定向在产生基质各向异性中起作用。我们将这种行为称为“细胞碰撞引导”。转录因子 TFAP2C 部分通过控制 RND3 的表达来调节细胞碰撞引导。RND3 定位于细胞-细胞碰撞区域,在该区域它下调肌动球蛋白活性。如果没有这种机制,单元碰撞引导会失败,从而导致各向同性矩阵的生成。比对和 TFAP2C 基因表达特征与现有数据集的交叉引用能够识别和验证破坏基质各向异性的几类药物。
更新日期:2019-10-28
中文翻译:
细胞外基质各向异性由 TFAP2C 依赖的细胞碰撞调节决定。
生物细胞外基质的各向同性或各向异性组织对组织功能具有重要影响。我们使用成纤维细胞研究出现的各向异性,这些成纤维细胞从均匀的起始条件产生不同程度的矩阵排列。这表明成纤维细胞的早期迁移路径与随后的基质组织相关。Vicsek 模型的组合实验和改编表明,碰撞后细胞相对于彼此的重新定向在产生基质各向异性中起作用。我们将这种行为称为“细胞碰撞引导”。转录因子 TFAP2C 部分通过控制 RND3 的表达来调节细胞碰撞引导。RND3 定位于细胞-细胞碰撞区域,在该区域它下调肌动球蛋白活性。如果没有这种机制,单元碰撞引导会失败,从而导致各向同性矩阵的生成。比对和 TFAP2C 基因表达特征与现有数据集的交叉引用能够识别和验证破坏基质各向异性的几类药物。