Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
上皮細胞集団の個々の細胞は、細胞同士がお互いの発する力や硬さに応答する力覚応答によって細胞骨格の再構築や構造的強度を制御し、恒常性の維持、形態形成や機能発現を行っている。本研究は、脊椎動物の上皮細胞層に出現した変異細胞が頂端側へ排出される現象をモデルに、力覚応答に関与するRhoGEFのSoloによる細胞間接着部位の力学的制御、細胞骨格の再構築の分子機構を解明することを目的とする。特に、変異した細胞による細胞間接着部位における力学的変化に周囲の正常細胞内のSoloが応答し、アクチン骨格と中間径フィラメントであるケラチン繊維の再構築、デスモソーム構造の制御を行う分子基盤を解明する。
イヌ腎上皮MDCK細胞の細胞層に変異細胞を出現させるモデルを用い、変異細胞が細胞層の頂端側への排出される(Apical extrusion)に寄与する細胞骨格の再構築制御機構の解明に取り組んだ。これまで、細胞の機械刺激応答に関与し、低分子量G蛋白質RhoAの活性化因子であるRhoGEF, SoloがApical extrusionに必要であることを見出し、さらに、Soloが正常細胞の変異細胞との接着部位に中間径フィラメントであるKeratin 8/18繊維とデスモソームを形成するDesmoglain2を集積させることで関与することを明らかにしていた。本年度は、Soloが働くタイミングと場所を特定するために、Apical extrusion初期のSoloの局在を解析した。その結果、Soloは、正常細胞の細胞間接着部位では細胞密度が高くなるにつれて局在が増加することを見出した。これに対し、正常-変異細胞間では、Soloは存在するがケラチン繊維の集積と相関せず、細胞が排出される過程では局在が減少することが明らかになった。また、Apical extrusion時の変異細胞で発現が増加するEplinと正常細胞側の接着部位に集積するFilaminについても検討し、正常細胞でのSoloの発現抑制はどちらもその増加を抑制した。これらの結果から、Soloは、正常細胞が変異細胞の出現を感知する初期の段階に必要であることが示唆された。また、Soloのプロテオミクス解析から、RhoGEFであるPDZ-RhoGEFとSoloが相互作用することを見出し、さらに、Soloが、自身のGEF活性非依存的にPDZ-RhoGEFを直接活性化することを明らかにした。PDZ-RhoGEFは、細胞間接着部位の力学的な制御に関与することから、Apical extrusionにおいてもこの相互作用が関与することが示唆された。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Molecular Biology of the Cell
Volume: 35 Issue: 2 Pages: 2-2
10.1091/mbc.e23-05-0154
Volume: 35 Issue: 6 Pages: 6-6
10.1091/mbc.e23-11-0421
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