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.2007;39(11):1987-94.
doi:10.1016/j.bicel.2007.06.025。 Epub 2007年7月19日。

乳腺上皮细胞:细胞外基质组成和组织在发育和肿瘤发生过程中的影响

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乳腺上皮细胞:细胞外基质组成和组织在发育和肿瘤发生过程中的影响

劳拉·卡斯等。 国际生物化学杂志-细胞生物学. 2007.

摘要

基质-上皮相互作用调节乳腺发育,对维持组织内环境稳定至关重要。细胞外基质是基质的蛋白质成分,通过一系列跨膜受体调节乳腺上皮的生长、存活、迁移和分化,其中整合素是最具特征的。整合素通过在细胞和细胞外基质之间相互传递生化和生物物理线索来调节细胞命运,促进胚胎分支形态发生和乳腺泌乳等过程。在乳腺发育和癌症进展过程中,细胞外基质会发生动态变化,其组成、周转、加工和取向都会发生巨大变化。这些修饰影响乳腺上皮细胞的形状,并调节生长因子和激素反应,以调节包括分支形态发生和肺泡分化在内的过程。乳腺的恶性转化还与显著的基质重塑和基质进行性硬化有关,基质硬化可以促进乳腺上皮细胞生长,扰乱乳腺组织组织,促进细胞侵袭和存活。在这篇综述中,我们讨论了基质-上皮相互作用在正常和恶性乳腺上皮细胞行为中的作用。我们特别关注细胞外基质的生化和生物物理特性的动态调节如何通过跨膜整合素受体与乳腺上皮细胞对话,从而影响组织形态发生、体内平衡和恶性转化。

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图1
图1
乳腺上皮的生长和形态发生受基质硬度的调节。(A) 在不同浓度的胶原蛋白凝胶中对正常乳腺上皮细胞进行3D培养。通过增加胶原蛋白浓度来加强ECM(软凝胶:1 mg/ml胶原蛋白I,140 Pa;硬凝胶3.6 mg/ml胶原酶I,1200 Pa),导致形态发生的渐进性扰动,以及MEC的生长增加和存活调节。通过免疫荧光和共聚焦成像显示,细胞-细胞粘附连接的不稳定和基底组织极性的破坏表明了乳腺腺泡形态的改变,细胞-细胞定位的β-连环蛋白(绿色)和紊乱的β4整合素(红色)逐渐丢失。面板右侧是乳腺导管结构的图示(管腔和肌上皮细胞被BM包围),描述了软凝胶和硬凝胶中MEC的形态发生。比例尺代表25μm。(B) 软凝胶和硬凝胶上MEC菌落的共聚焦免疫荧光图像(140 vs.>5000 Pa),β-catenin(红色)和E-cadherin(绿色)染色,triton X-100提取后用DAPI(蓝色)复染。β-catenin可以从硬凝胶而非软凝胶上形成的MEC集落中细胞-细胞相互作用的位点中提取,这表明在硬凝胶上形成MEC结构中粘附连接不太稳定。白色箭头表示β-catenin和E-cadherin的扩散染色模式。修改自Paszek等人(2005)。
图2
图2
乳腺上皮细胞的恶性转化受基质硬度的调节。乳腺转化是通过乳腺导管内管腔上皮细胞的遗传改变进行的。组织基质通过启动促结缔组织增生反应对这些上皮改变作出反应,其特征是成纤维细胞活化和转分化,免疫细胞浸润,生长因子和细胞因子分泌增加,基质合成和重塑增加,表现为基质硬化。(A) 描述乳腺肿瘤发生阶段的卡通(从左到右;正常导管、导管癌就地和侵袭性表型),突出组织间质内的关键促结缔组织增生性变化。(B) 肿瘤基质硬度升高介导的力依赖性局部黏附成熟。整合素是一种双向机械传感器,可整合来自基质和肌动蛋白细胞骨架的生化和生物物理线索,并将细胞生成的力传递给周围的微环境。活化的整合素通过其α和β胞外结构域之间的协同作用与ECM蛋白结合,形成新生的高度动态粘附信号复合物。作为对外部机械力或细胞生成收缩力升高的响应,整合素聚集增强,包括talin和vinculin在内的多种整合素粘附斑块蛋白的募集受到青睐。这些反过来又与肌动蛋白细胞骨架和多种信号蛋白相关,包括黏着斑激酶(FAK)、Src家族激酶和整合素连接激酶,以促进细胞生长、存活、迁移和分化。基质硬化反映了基质沉积、线性化和交联的增加,可以与致癌信号协同作用,增强细胞生成的收缩性,促进整合素结合和局部黏附成熟。如Paszek等人(2005年)所述,局部粘连的成熟通过增强Rho GTPase和ERK介导的acto-myosin收缩力来促进细胞生成力,这些收缩力向前推进,以进一步促进整合素聚集和局部粘连组装,并将acto-myhosin生成的细胞力传递给ECM。插图:典型的牵引图,显示软(450 Pa)和硬纤维连接蛋白凝胶(5600 Pa)上成纤维细胞的典型力分布。这些图允许测量电池产生的力,这些力取决于基板的刚度。修改自Paszek等人(2005年)。

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引用人

工具书类

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