基底膜のダイナミクス及びプロテオグリカンにより制御される細胞浸潤の解析

• Project Area: Cross-talk between moving cells and microenvironment as a basis of emerging order in multicellular systems
• Project/Area Number: 23111527
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: 伊原 伸治 国立遺伝学研究所, 構造遺伝学研究センター, 助教 (70373272)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥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)
• Keywords: 細胞移動 / 浸潤 / 基底膜 / 細胞浸潤 / プロテオグリカン

Outline of Annual Research Achievements

細胞浸潤は基底膜に生じた穴を介した細胞移動のことであるが、in vivoの解析は非常に困難である。その主たる理由は、基底膜を人工的に合成できないこと、つまり適切な実験系がないためである。線虫アンカー細胞の基底膜を介する浸潤モデルは、近年確立されたin vivo実験モデルであり、遺伝学、細胞生物学を組み合わせて解析できる有用なモデルである。この実験モデルを用いて平成24年度は、下記の研究に取り組んで成果をあげた。
1.ヘパラン硫酸プロテオグリカンによる細胞浸潤の制御
細胞浸潤に異常を示す新規変異体を同定した。その変異体であるSQV-2はプロテオグリカン合成酵素をコードしており、約70％程度の細胞浸潤異常が観察された。解析の結果、SQV-2は浸潤細胞や、浸潤を引き寄せる細胞では発現しておらず、周りの細胞で発現していることが明らかになった。おそらく細胞非自律的な機構によって、細胞浸潤を制御していると考えている。
2. 細胞は形成された基底膜にどのように穴をつくるのか？
細胞浸潤の全体像を明らかにするために、細胞浸潤過程に異常を示す新規変異体、aid-1～6(Anchor cell invasion defect)変異体を樹立した。すべて独立の変異体である。そのうちの一つは、ネトリンの受容体であることがわかった。変異体スクリーニングによって、想定していた以上に様々な変異体を得ることができた。遺伝子同定後は、発現細胞の確認、組織特異的に発現させるレスキュー実験を行い、基底膜形成の解明及び基底膜にできる穴がどのようにできるのか、そしてその穴のサイズを調節する分子機構を明らかにして、論文を提出する予定である。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Basement membrane sliding and targeted adhesion remodels tissue boundaries during uterine-vulval attachment in Caenorhabditis elegans (2011)
  • Author(s): Ihara, S., et al
  • Journal Title: Nature Cell Biology Volume: 13 Issue: 6 Pages: 641-651
  • DOI: 10.1038/ncb2233
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 細胞移動・浸潤過程を制御する分子の発見と解析 (2012)
  • Author(s): 伊原伸治
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2012-12-14
  • Invited
• [Presentation] Regulation of hole size in basement membrane during cell invasion in C. elegans (2012)
  • Author(s): Ihara, S.,
  • Organizer: East Asia Worm Meeting
  • Place of Presentation: Taipei Taiwan
  • Year and Date: 2012-06-27
• [Presentation] C.elegansのアンカー細胞の浸潤はヘパラン硫酸プロテオグリカンによって制御される (2011)
  • Author(s): 伊原伸治
  • Organizer: 日本生化学会
  • Place of Presentation: 京都国際会館
  • Year and Date: 2011-09-24
• [Book] 実験医学 (2011)
  • Author(s): 伊原伸治、David R.Sherwood
  • Total Pages: 5
  • Publisher: 羊土社
• [Remarks]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/labs/MultiOrg/Multicellular/Ihara.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/labs/MultiOrg/Multicellular/Home.html