CCH in epicardial regeneration

Tension creates an endoreplication wavefront that leads regeneration of epicardial tissue.  Developmental Cell, 42: 600–615.
Mechanisms that control cell-cycle dynamics during tissue regeneration require elucidation.  Here we find in zebrafish that regeneration of the epicardium, the mesothelial covering of the heart, is mediated by two phenotypically distinct epicardial cell subpopulations.  These include a front of large, multinucleate leader cells, trailed by follower cells that divide to produce small, mononucleate daughters.  By using live imaging of cell-cycle dynamics, we show that leader cells form by spatiotemporally regulated endoreplication, caused primarily by cytokinesis failure.  Leader cells display greater velocities and mechanical tension within the epicardial tissue sheet, and experimentally induced tension anisotropy stimulates ectopic endoreplication.  Unbalancing epicardial cell-cycle dynamics with chemical modulators indicated autonomous regenerative capacity in both leader and follower cells, with leaders displaying an enhanced capacity for surface coverage.  Our findings provide evidence that mechanical tension can regulate cell-cycle dynamics in regenerating tissue, stratifying the source cell features to improve repair.

自分がDrosophila follicular epitheliumで発見した CCH (Compensatory Cellular Hypertrophy) という現象を2013年に報告してから、Drosophilaでは adult epidermis (Losick et al., 2013) や gut epithelium (Xiang et al., 2017) で同様の現象が発見されてきた。さらに2014年のレビューで自分が指摘したように、哺乳類のcorneal endotheliumでもCCHが起こることが示された (Losick et al., 2016) 。観察結果としては、ヒトでも liverやepidermisをはじめ、様々な組織でpolyploidの細胞の存在は報告されていることから、実は我々の体でも色んな場所でCCHによるtissue repairが起こっているのかも知れないと考えることができる。
さて、今回のこの論文ではzebrafishで、心臓を覆うepicardial tissueが再生するときにそのleader cellsがendoreplication、つまりpolyploidizationによるCCHを起こしていることが報告された。ちなみにこのleader cellsのendoreplicationは、mechanical tensionによって誘導されていることも示されていて、これは今まさにウチらがfollicle cellsで見ていることと同じなんだろうと思う。まだ最後までちゃんと読んでいないので、そのメカニズムに関して今回どこまで解明されているのかは今からちょっとどきどきしながら読むところ。