Ｍｙｏｓｉｎ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎによる新しい細胞間コミュニケーションの解明

• Project/Area Number: 16J00401
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Cell biology
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 竹内 康人 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 細胞競合 / カルシウム / 細胞間コミュニケーション / ミオシン / 細胞間コミニュケーション

Outline of Annual Research Achievements

発がんの超初期段階では、正常な上皮細胞層に、がん原性遺伝子変異が生じ、正常細胞と変異細胞が共存する上皮細胞層となる。この時、正常細胞と変異細胞の境界で細胞非自律的な変化が生じ、正常細胞に囲まれた変異細胞は、上皮細胞層から排除される（apical extrusion）。免疫系細胞が関与しないこの排除現象（apical extrusion）は、EDAC（Epithelial Defense Against Cancer）と呼ばれ、上皮正常細胞には、隣接する変異細胞を排除する機能が備わっていることを示唆している。しかし、正常細胞はどのように排除対象となる変異細胞を認識しているのか、そのメカニズムは明らかになっていない。本研究では、細胞内セカンドメッセンジャーとして働く細胞内カルシウム（Ca2+）に着目した。これまでに報告されている細胞間コミュニケーションは、主に化学的な刺激やメディエーターによるものがほとんどであり、波動（振動）という物理的なパラメーターの関与は知られていない。本研究の目的は、波動（振動）を介した全く新しい形の細胞間コミュニケーションを明らかにすることである。がん原性変異であるRasV12変異細胞が上皮細胞層にモザイク状に生じた時、まず、RasV12変異細胞で細胞内カルシウム濃度が増加し、連続して周囲の正常細胞において、同心円状に一過性の急激なカルシウム濃度の増加・伝搬が生じる現象（カルシウムウェーブ）を発見した。この現象は、周囲正常細胞のアクチン局在の変化を介して、apical extrusionを促進することにより、上皮恒常性維持に寄与していることが示唆されました。このことから、カルシウムウェーブは、上皮組織における新たな細胞間コミュニケーションである可能性が見出されたことは、本研究の重要な成果の1つであると思われる。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Mutant p53-Expressing Cells Undergo Necroptosis via Cell Competition with the Neighboring Normal Epithelial Cells (2018)
  • Author(s): Watanabe Hirotaka、Ishibashi Kojiro、Mano Hiroki、Kitamoto Sho、Sato Nanami、Hoshiba Kazuya、Kato Mugihiko、Matsuzawa Fumihiko、Takeuchi Yasuto、Shirai Takanobu、Ishikawa Susumu、Morioka Yuka、Imagawa Toshiaki、Sakaguchi Kazuyasu、Yonezawa Suguru、Kon Shunsuke、Fujita Yasuyuki
  • Journal Title: Cell Reports Volume: 23 Issue: 13 Pages: 3721-3729
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2018.05.081
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] ADAM-like Decysin-1 (ADAMDEC1) is a positive regulator of Epithelial Defense Against Cancer (EDAC) that promotes apical extrusion of RasV12-transformed cells (2018)
  • Author(s): Yako Yuta、Hayashi Takashi、Takeuchi Yasuto、Ishibashi Kojiro、Kasai Nobuhiro、Sato Nanami、Kuromiya Keisuke、Ishikawa Susumu、Fujita Yasuyuki
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 8 Issue: 1 Pages: 9639-9639
  • DOI: 10.1038/s41598-018-27469-z
  • NAID: 120006502509
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Analysis of calcium wave in epithelial homeostasis. (2018)
  • Author(s): Takeuchi Y, Narumi R, Sato J, Fujita Y.
  • Organizer: The 41st Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
• [Presentation] Analysis of calcium wave in epithelial homeostasis. (2018)
  • Author(s): Takeuchi Y, Narumi R, Fujita Y.
  • Organizer: The Joint Symposium of the 13th International Symposium of the Institute Network for Biomedical Science and the 28th Hot Spring Harbor International Symposium 2018
• [Presentation] Analysis of calcium wave in epithelial homeostasis. (2018)
  • Author(s): Takeuchi Y, Narumi R, Fujita Y.
  • Organizer: The 37th Sapporo International Cancer Symposium, Deciphering the Complexity of Cancer Microenvironment
• [Presentation] 細胞競合に関与する細胞膜脂質の探索 (2017)
  • Author(s): 竹内康人、早坂孝宏、藤田恭之
  • Organizer: 第6回細胞競合コロキウム
  • Place of Presentation: 定山渓ビューホテル（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2017-03-16
• [Presentation] 細胞競合に関与する細胞膜脂質の探索 (2017)
  • Author(s): 竹内康人、早坂孝宏、藤田恭之
  • Organizer: 第２回北海道大学部局横断シンポジウム 免疫・癌・感染
  • Place of Presentation: 北海道大学工学部鈴木章記念ホール（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2017-03-14
• [Presentation] 死細胞排除におけるカルシウムウェーブの解析 (2017)
  • Author(s): 竹内康人、鳴海利香、藤田恭之
  • Organizer: 第7回細胞競合コロキウム
• [Presentation] 上皮恒常性維持におけるカルシウムウェーブの解析 (2017)
  • Author(s): 鳴海利香、竹内康人、藤田恭之
  • Organizer: 第7回細胞競合コロキウム
• [Presentation] 上皮恒常性維持におけるカルシウムウェーブの役割 (2017)
  • Author(s): 鳴海利香、竹内康人、藤田恭之
  • Organizer: 日本分子生物学会・日本生化学会
• [Presentation] 細胞競合に関与する細胞膜脂質の探索 (2016)
  • Author(s): 竹内康人、早坂孝宏、藤田恭之
  • Organizer: 第３回六甲医学研究会
  • Place of Presentation: 淡路島夢舞台国際会議場（兵庫県淡路市）
  • Year and Date: 2016-10-28
• [Presentation] 細胞競合に関与する細胞膜脂質の探索 (2016)
  • Author(s): 竹内康人、早坂孝宏、藤田恭之
  • Organizer: 第４回新学術領域研究「細胞競合」班会議
  • Place of Presentation: 東京大学薬学講堂（東京都文京区）
  • Year and Date: 2016-08-30