肺の枝分かれ構造形成における細胞集団運動のメカニズムの解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Cross-talk between moving cells and microenvironment as a basis of emerging order in multicellular systems |
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| Project/Area Number |
23111514
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Kyushu University (2012)
Kyoto University (2011) |
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Principal Investigator |
三浦 岳 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10324617)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2012)
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| Budget Amount *help |
¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Fiscal Year 2012: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2011: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 肺 / 枝分れ形成 / 数理モデル / FGF10 SHH / イメージング / 拡散ダイナミクス / 細胞集団運動 / FGF10 / 濃度勾配 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳類胎児肺は、枝分れ構造を形成する。この枝分れ構造の形成時に、肺の上皮はシート状の組織構造を保ったまま移動する。細胞の運動に使われる遺伝子群と、細胞シートの組織構造を保つために使われる遺伝子群は共通のため、どのようにして細胞が上皮シートのまま運動するのかは謎なままであった。我々はまず、上皮の先端が間葉となって残りの組織を牽引している可能性を考え、上皮間葉転換のマーカーで発生段階の胎児肺の免疫染色を行った。しかし、枝分れ構造を形成している最中の肺の上皮でも、上皮間葉転換を示す聴講は全く見られなかった。次に我々は、生体内での肺の上皮組織を単離した肺上皮細胞の一部の細胞骨格を可視化することで、細胞の基底膜側で実際には葉状仮足が伸びて動いていることを見いだした。さらに、伸長する肺上皮の周辺部でのゲルの変形を観察することで、伸長する肺上皮の側面が実際には力学的な推進力を生み出していることを明らかにした。
また、この運動を誘導する細胞外のシグナル因子であるFGF10の蛍光蛋白を作製し、その拡散ダイナミクスを Matrigel 内、組織内で計測した。Matrigel 内での拡散はモデルで予測しているのとほぼ同じ早さだったが、生体の間葉組織内ではFGF10はほとんど拡散しないことが明らかになった。生体内の場合、FGF10の分布はタンパク質とmRNAでほとんど変わらないことがわかったため、FGF10そのものの拡散ではなく、一つ上流の因子の濃度勾配によって形態形成が起こることがわかった。
これらの実験および数理解析は、肺の枝分れ形成の基本メカニズムの解明という意味で科学的な意義が大きい。
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| Research Progress Status |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
