皮膚毛細血管内皮細胞は,時空的に保存されたCa2+活動のネットワークを形成する

科学分野:

• 血管生物学
• 細胞生理学
• バイオ物理学

背景:

• カルシウム (Ca2+) シグナリングは,血流制御,メカニカル伝導,バリア整体性などの内皮細胞 (EC) の機能を調節する.
• 血管複合体のCa2+活動の時空組織を理解することは,生きている哺乳類のモデルにおける技術的な課題によって制限されています.

研究 の 目的:

• 生きたマウスの皮膚血管内の単細胞解像度でCa2+活動を解明するための高度な画像技術を開発し,利用する.
• ホメオスタシスおよび血管再構築中のECにおけるCa2+シグナル伝達の空間時間的動態を調査する.
• Ca2+ネットワーク活動の分子調節体,特にConnexin 43 (Cx43) を特定する.

主な方法:

• 生きた成人のマウスの皮膚毛細血管のCa2+活動のマルチフォトンイメージング.
• 個々のECで数日間から数週間の間にわたるCa2+イベントの縦断的な追跡.
• コネキシン43 (Cx43) をECで条件付き削除し,Ca2+シグナル伝達におけるその役割を評価する.
• L型電圧ゲート型Ca2+チャネルの薬学的な阻害

主要な成果:

• 皮膚ECのCa2+活動において有意な異質性が観察され,半分以上が数分間にわたって活動を示した.
• 個々のECは,長い期間 (日数から数週間) にわたってCa2+活動パターンを維持することが示された.
• ネットワークのCa2+ダイナミクスを維持するために重要なConnexin 43 (Cx43) を特定した.その欠如は持続的な活動とネットワークダイナミクスの変化につながった.
• L型電圧ゲート型Ca2+チャネルを阻害することで,Cx43の削除後の生理学的Ca2+活動を回復させることができましたが,ホメオスタティックシグナル伝達には影響しませんでした.

結論:

• ECのサブセットは,Cx43媒介による長期間の組織全体のCa2+シグナリングをオーケストラします.
• Cx43およびL型電圧ゲート型Ca2+チャネルは,ECCa2+ネットワークのダイナミクスの重要なレギュレーターであり,特に血管再構築の際に重要な役割を果たします.
• この研究は,血管系におけるCa2+シグナル伝達の空間時間的制御に関する新しい洞察を提供し,血管の修復と発達を理解するための道を開いています.