The molecular mechanisms of cell extrusion

• Project/Area Number: 26713011
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Research Field: General medical chemistry
• Research Institution: Kyoto Sangyo University
• Principal Investigator: KAWANE Kohki 京都産業大学, 総合生命科学部, 准教授 (60362589)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥23,660,000 (Direct Cost: ¥18,200,000、Indirect Cost: ¥5,460,000); Fiscal Year 2017: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2016: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2015: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2014: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
• Keywords: 細胞死 / 細胞脱落 / 上皮 / 腸管 / 細胞接着 / ショウジョウバエ / 腸 / アポトーシス / 上皮細胞 / 小腸

Outline of Final Research Achievements

The end of cellular life of epithelial cells is extrusion from epithelium. We aimed to reveal the molecular mechanism of cell extrusion and found two novel processes. 1. The dynamics of cell adhesion assures the efficient cell extrusion with keeping barrier function of epithelium. 2. The fragmentation of extruding cells occur and the neighboring cells engulf the fragments. As these two processes are carried out by the interaction between extruding cells and the neighboring cells the insights of this study contributes the understanding of cell death in cellular society.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

上皮細胞の細胞終焉である細胞脱落は、腸管や気道などの上皮組織において恒常性の維持に重要な役割を果たしており、この機構の破綻は炎症や癌などの様々な疾患に関連すると考えられる。本研究は、細胞脱落において細胞同士が接着する状態の変化がおこること及び、脱落する細胞がその実行過程で細胞の一部を断片化し、その断片を隣接する健康な細胞が貪食することの、二つの新規プロセスを見出した。これらは、いずれも脱落細胞と隣接細胞の相互協調作用によって担われる細胞脱落の本質的過程であり、本研究成果は、様々な上皮疾患の理解に新たな側面から道を拓くことが期待される。

Research Products

• [Journal Article] 上皮細胞の終焉様式である細胞脱落 (2019)
  • Author(s): 川根公樹
  • Journal Title: 臨床免疫・アレルギー科 Volume: 71 Pages: 127-133
• [Journal Article] ANGPTL2 expression in intestinal stem cell niche controls epithelial regeneration and homeostasis. (2017)
  • Author(s): Horiguchi H, Endo M, Kawane K, Kadomatsu T, Terada K, Morinaga J, Araki K, Miyata K, Oike Y,
  • Journal Title: EMBO Journal Volume: 36 Issue: 4 Pages: 409-424
  • DOI: 10.15252/embj.201695690
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] DNase II-dependent DNA digestion is required for DNA sensing by TLR9 (2015)
  • Author(s): Chan MP, Onji M, Fukui R, Kawane K, Shibata T, Saitoh SI, Ohto U, Shimizu T, Barber GN, *Miyake K
  • Journal Title: Nat Commun Volume: 6 Issue: 1 Pages: 5853-5853
  • DOI: 10.1038/ncomms6853
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] DNA Degradation and Its Defects (2014)
  • Author(s): Kawane, K. Motani, K. and Nagata, S.
  • Journal Title: Cold Spring Harb Perspect Biol Volume: 6 Issue: 6 Pages: 1-14
  • DOI: 10.1101/cshperspect.a016394
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 上皮細胞の細胞脱落における細胞接着分子の動態解析 (2018)
  • Author(s): 服部和泉, 中井彩香, 山田信人, 梶田春奈, 村田真智子, 川根公樹
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 細胞脱落における貪食 (2018)
  • Author(s): 吉良彰人, 勝山大暉, 村田真智子, 川根公樹
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 細胞脱落時における上皮バリア機構の解析 (2017)
  • Author(s): Sayaka Nakai, Nobuto Yamada, Takeru Hayashi, Kohki Kawane
  • Organizer: 日本Cell Death学会
• [Presentation] 細胞脱落時における上皮バリア維持機構の解析 (2017)
  • Author(s): Sayaka Nakai, Nobuto Yamada, Hayashi Takeru , Kohki Kawane
  • Organizer: 2017年度生命科学系学会合同年次大会（ConBio2017）
• [Presentation] 上皮細胞における細胞終焉様式である「細胞脱落」の分子機構の解析 (2017)
  • Author(s): Akihito Kira, Izumi Hattori , Kohki Kawane
  • Organizer: 2017年度生命科学系学会合同年次大会（ConBio2017）
• [Presentation] 細胞社会における細胞死 ―細胞死に伴うDNA分解と上皮細胞の細胞終焉である細胞脱落― (2015)
  • Author(s): 川根公樹
  • Organizer: 大阪大学微生物病研究所第23回ブリッジセミナー
  • Place of Presentation: 大阪府吹田市
  • Year and Date: 2015-11-06
  • Invited
• [Presentation] Cell Death in Cellular Society (2015)
  • Author(s): 川根公樹
  • Organizer: 熊本大学リエゾンラボ研究会／HIGOプログラム最先端研究セミナー
  • Place of Presentation: 熊本県熊本市
  • Year and Date: 2015-09-09
  • Invited
• [Presentation] 腸管の恒常性における細胞死とDNA分解の役割 (2014)
  • Author(s): 川根公樹
  • Organizer: Crest-さきがけ合同キックオフ会議 (生体における動的恒常性維持・変容機構の解明と制御)
  • Place of Presentation: 東京 (伊藤謝恩ホール)
  • Year and Date: 2014-11-16
• [Presentation] 細胞社会かの視点から見た細胞死と細胞死に伴う現象 (2014)
  • Author(s): 川根公樹
  • Organizer: 順天堂大学医学部第45回細胞生物学セミナー
  • Place of Presentation: 東京 (順天堂大学)
  • Year and Date: 2014-05-14
• [Remarks]
  • URL: http://www.cc.kyoto-su.ac.jp/~kawane/index-j.html