Migrasi Sel dan Transisi Epitel-Mesenkim

Pembentukan embrio memerlukan pergerakan sel, dan cara utama sel memperoleh kemampuan untuk bergerak adalah melalui transisi epitel-mesenkim (EMT), di mana sel-sel epitel yang terikat erat kehilangan sambungan sel-selnya dan polaritas apikal-basal, serta memperoleh sifat migrasi dan invasif dari sel-sel mesenkim. EMT dan proses kebalikannya memungkinkan lembaran sel yang kohesif melepaskan sel-sel individual yang bergerak ke lokasi baru, seperti selama gastrulasi dan pembentukan krista neural. Bersama-sama, EMT dan migrasi terarah memposisikan ulang sel-sel sehingga jaringan terbentuk di tempat yang tepat.

Definition

Transisi epitel-mesenkim adalah program seluler reversibel di mana sel epitel kehilangan sambungannya dan polaritas apikal-basal serta memperoleh fenotipe mesenkim dengan polaritas depan-belakang dan peningkatan motilitas serta invasivitas; migrasi sel adalah pergerakan sel yang terarah melalui embrio.

Scope

Entri ini mencakup apa itu EMT, peristiwa molekuler yang mendorongnya, perannya dalam perkembangan normal, dan bagaimana sel bergerak setelah menjadi migrasi. Entri ini memperlakukan EMT dan migrasi sel perkembangan sebagai topik molekuler dan seluler serta bersifat referensi dan edukasi, bukan panduan klinis.

Core questions

• Perubahan molekuler apa yang mengubah sel epitel menjadi sel mesenkim yang bermigrasi?
• Peristiwa perkembangan mana yang bergantung pada EMT dan migrasi sel?
• Bagaimana sel yang bermigrasi merasakan arah dan mencapai tujuannya?
• Bagaimana EMT dalam perkembangan berhubungan dengan reaktivasi dalam penyakit?

Key concepts

• Hilangnya sambungan sel-sel dan polaritas apikal-basal
• Faktor transkripsi EMT (Snail, Slug, Twist, ZEB)
• Penurunan regulasi E-cadherin
• Akuisisi motilitas dan invasivitas
• Transisi mesenkim-epitel (proses kebalikannya)
• Migrasi krista neural dan gastrulasi
• Remodeling sitoskeletal dan adhesi sel-matriks

Key theories

EMT sebagai program perkembangan yang reversibel

EMT adalah peralihan yang terkoordinasi dan reversibel di mana jalur pensinyalan mengaktifkan faktor transkripsi seperti Snail, Slug, Twist, dan ZEB yang menekan gen epitel dan menginduksi gen mesenkim, memungkinkan sel untuk melepaskan diri dan bermigrasi dan, melalui transisi terbalik, untuk mere-epitelisasi di tujuan mereka.

Klasifikasi konteks EMT

EMT telah diorganisasikan ke dalam jenis yang terkait dengan perkembangan, dengan penyembuhan luka dan fibrosis, dan dengan perkembangan kanker, berbagi inti molekuler yang sama tetapi terjadi dalam pengaturan biologis yang berbeda, yang menjelaskan bagaimana program perkembangan digunakan kembali dalam penyakit.

Mechanisms

EMT didorong oleh sinyal perkembangan — termasuk TGF-beta/BMP, Wnt, Notch, dan jalur faktor pertumbuhan — yang mengaktifkan serangkaian inti faktor transkripsi seperti Snail, Slug, Twist, dan ZEB. Faktor-faktor ini menekan gen epitel, terutama molekul adhesi sel-sel E-cadherin, dan menginduksi gen mesenkim, sehingga sel membongkar sambungan ketat dan adherens-nya, kehilangan polaritas apikal-basal, dan merombak sitoskeletonnya untuk mengadopsi polaritas depan-belakang. Sel kemudian memperpanjang tonjolan, membentuk dan mengubah adhesi ke matriks ekstraseluler, dan bergerak melalui penonjolan, perlekatan, dan retraksi yang terkoordinasi. Dalam embrio, ini memungkinkan peristiwa seperti ingresi sel selama gastrulasi dan delaminasi serta migrasi sel krista neural, yang bergerak sepanjang rute yang ditentukan yang dipandu oleh isyarat ekstraseluler sebelum berdiferensiasi. Karena EMT bersifat reversibel, sel-sel yang bermigrasi dapat mengalami transisi mesenkim-epitel terbalik untuk berkumpul kembali menjadi epitel di lokasi barunya.

Clinical relevance

Program EMT yang sama yang mendorong morfogenesis normal diaktifkan kembali dalam fibrosis jaringan dan dalam invasi serta metastasis kanker, menjadikan EMT perkembangan sebagai kerangka referensi untuk memahami proses-proses ini. Entri ini menjelaskan mekanisme untuk referensi dan edukasi dan bukan merupakan dasar untuk diagnosis atau pengobatan.

Evidence & guidelines

Bukti berasal dari biologi sel dan perkembangan — studi gastrulasi dan krista neural pada embrio model, diseksi molekuler faktor transkripsi EMT, dan pencitraan langsung sel-sel yang bermigrasi — yang disintesis dalam literatur ulasan dan buku teks daripada pedoman klinis.

History

Pengakuan bahwa sel-sel embrionik dapat beralih antara keadaan epitel dan mesenkim muncul dari studi gastrulasi dan migrasi krista neural. Selama beberapa dekade berikutnya, kontrol molekuler EMT didefinisikan, dengan identifikasi faktor transkripsi yang menekan E-cadherin dan mendorong transisi, dan kesadaran bahwa program perkembangan digunakan kembali dalam fibrosis dan kanker membawa EMT ke perhatian biomedis yang luas dan mendorong upaya untuk mengklasifikasikan konteksnya.

Debates

Apakah EMT adalah peralihan semua-atau-tidak sama sekali atau spektrum keadaan perantara?

Apakah sel sepenuhnya berubah antara identitas epitel dan mesenkim atau melewati keadaan parsial atau hibrida yang stabil dengan fitur campuran masih diperdebatkan, dengan bukti yang berkembang bahwa keadaan perantara adalah umum dan penting secara fungsional.

Key figures

• Jean Paul Thiery
• M. Angela Nieto
• Raghu Kalluri
• Robert Weinberg
• Rik Derynck

Seminal works

• thiery-2009
• kalluri-weinberg-2009
• lamouille-2014

Frequently asked questions

Mengapa sel epitel harus mengalami EMT untuk bermigrasi?

Sel epitel ditahan di tempatnya oleh sambungan dan polaritas apikal-basal; EMT membongkar fitur-fitur ini dan merombak sitoskeleton, memberikan sel polaritas depan-belakang dan adhesi yang berkurang yang dibutuhkan untuk melepaskan diri dan bergerak.

Apakah EMT permanen?

Tidak. EMT bersifat reversibel: sel yang telah bermigrasi dapat mengalami transisi mesenkim-epitel terbalik dan berkumpul kembali menjadi jaringan epitel di tujuan mereka.