During the development of mammary gland, inner cells undergo clearance by programmed cell death, contributing to the lumen formation. However, suppression of apoptotic and non-apoptotic cell death fails to fully prevent luminal cell clearance. What other biological mechanisms are involved in lumen formation remains poorly understood. In this study, I found that acute actin disruption promotes inner cell clearance in mammary acini. Using cell suspension cultures, I observed unexpectedly that extracellular matrix-detached cells induce formation of cytoplasmic large vacuoles upon actin disruption, and I determined that these large vacuoles are generated by macropinocytosis and endosomal pathway. Moreover, the vacuolization process is regulated by endophilinA2-, dynamin-dependent endocytosis, and requires class Ⅱ and Ⅲ PI3Ks, PIKfyve. Taken together, I characterize a new endocytosis induced by actin depolymerization in matrix-detached mammary epithelial cells, and suggest that actin disassembly may function as a rate-limiting factor to control lumen formation in mammary acini.
유선의 발생 과정에서 내강의 형성은 안쪽에 위치한 세포들의 사멸에 의해 이루어진다. 하지만 세포 사멸이 억제된 상황에서도 내강 형성은 시간적으로 늦춰질 뿐 여전히 발생한다. 세포 사멸 외에 어떤 생물학적 기전이 내강 형성에 기여하는지 아직 잘 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 유선 내부 세포들의 actin 미세섬유 분해가 촉진되면 내강 형성이 더 빠르게 이루어짐을 발견하였다. Actin 미세섬유 분해에 따른 유선 내부 세포의 변화를 조사하기 위해, 세포외기질로부터 떨어져있는 환경을 세포 부유 배양을 통해 제공하고 actin 미세섬유 저해제를 처리했을 때 세포 내부에 커다란 액포가 형성됨을 확인하였다. 이 커다란 액포는 세포막의 함입으로 형성된 작은 소낭들이 거대해지고 합쳐짐으로써 형성되었음을 밝혔다. 구체적으로, 이 과정은 endophilinA2와 dynamin에 의존적인 endocytosis를 통해 조절되며 class Ⅱ, Ⅲ PI3K, PIKfyve 분자들에 의해 조절됨을 규명하였다. 위 결과들을 통해 이전에 밝혀지지 않았던 유선 상피세포에서의 새로운 endocytosis 발생 기전을 규명하였고, actin 미세섬유 조절 및 그에 따른 endocytosis 조절 과정이 유선 내강 형성에 기여하는 새로운 기전일 가능성을 제시하였다.
