Cadherin-Dependent Cell Sorting

조직 조직화(Organization of Developing Tissues)에서 Cadherin의 역할

Cadherin은 세포 표면을 무차별적으로 끈끈하게 만드는 접착제가 아니라, 고선택적 인식을 매개하는 분자다. 같은 타입의 세포끼리 결합하고, 다른 타입과는 분리되도록 한다.

고전적 실험: Sorting Out

1950년대 실험에서 양서류 초기 배아를 단세포로 분산시킨 뒤 무작위로 혼합하면 세포들이 다시 조직 유래에 맞게 재배열되는 것이 확인되었다.

Figure 19-7. 초기 양서류 배아의 중배엽(초록), 신경판(파랑), 외배엽(빨강) 세포를 분산 후 무작위로 재집합시켰을 때, 원래 배아와 유사한 배열로 분류된다(신경관이 내부, 표피가 외부).

Cadherin 발현 변화와 발생

척추동물 배아에서 cadherin 발현의 변화는 조직 재배열과 일치한다:

Figure 19-8. 신경관 형성 시 cadherin 발현 변화. Neural tube 세포는 E-cadherin을 잃고 N-cadherin을 획득하는 반면, 위를 덮는 ectoderm 세포는 E-cadherin을 유지한다. Neural crest 세포가 이주할 때는 cadherin이 거의 사라지고 cadherin 7이 나타나 느슨한 그룹으로 이동을 가능하게 하며, 신경절 형성 시 다시 N-cadherin이 발현된다.

만약 N-cadherin이 neural crest 세포에서 인위적으로 과발현되면, 세포가 신경관에서 탈출하지 못한다.

세포 배양 실험

Cadherin을 발현하지 않는 L cell(섬유아세포 계통)에 E-cadherin을 도입하면 cell–cell adhesion이 형성된다. 다른 cadherin을 발현하는 L cell을 혼합하면 각자 응집하여 분리된다.

Figure 19-9. (A) N-cadherin 발현 세포와 E-cadherin 발현 세포가 서로 분리되어 응집한다. (B) 같은 cadherin이라도 발현 수준이 높은 세포가 내부에, 낮은 세포가 외부에 분포한다.

따라서 cadherin의 질적(어떤 종류인가) 차이뿐 아니라 양적(얼마나 많은가) 차이도 조직 조직화에 기여한다.