類器官培養における癌浸潤モデルの構築と蛍光イメージング

• Project Area: Regulation of polarity signaling during morphogenesis, remodeling, and breakdown of epithelial tubular structure
• Project/Area Number: 24112524
• 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: Kanazawa Medical University
• Principal Investigator: 清川 悦子 金沢医科大学, 医学部, 教授 (80300929)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2013: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2012: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
• Keywords: 形態 / 上皮細胞 / がん / 浸潤 / 基質 / 接着

Research Abstract

接着斑に局在するチロシンリン酸化酵素FAKのもつFAT(Focal Adhesion Targeting) 配列と植物ユビキチンによって分解される信号を持つAIDを付加した赤色蛍光蛋白質が、MDCK細胞から成る類器官の基底側に局在することを見出した。この蛋白質に細胞骨格を制御する低分子量G蛋白質の恒常的活性化型、優勢劣性型を付加したものを作製し、基底膜に局在させ、浸潤などの悪性の形態変化を誘導できるかを調べている。
低分子量G蛋白質Rasの活性化型を類器官に誘導的に発現させると細胞周期が進行し、細胞が内腔に充満するという腺腫（あるいは過形成）の形態変化を示すことを見出した。更に、ライブイメージングをすることでコヒーレントな回転をすることも発見した。基底膜側でのイベントがこの回転に関与するか探るために、マイクロアレイを用いて活性化Rasによって発現変化する遺伝子群の解析を行っている。
上皮構造が維持される機構、およびその破綻によって形態変化を引き起こす機構を明らかにする目的で、同様の手法を用いて類器官形成の初期と後期で異なる発現量を示す分子群を調べた。そのうちの一つRipply1という分子は、早期に比べて後期にてmRNAの発現が上昇することを見出した。通常は核内に存在し、自身はユビキチン化を受けることはないが、TLE1という転写因子と会合することで核内で分解を受けることを見出した。分解を受けない変異体を発現させることで、基底膜側から細胞が動き、類器官が出芽することを見出したが、この形態変化を起こすのはごく少数の類器官に限られていた。また核外に局在させた変異体では類器官の形成が阻害される傾向があった。以上のことからRipply1の発現や局在の変化が類器官形成に何らか関与している可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Insufficient ability of Raclb to perturb cystogenesis. (2013)
  • Author(s): Mori Y, Yagi S, Sakurai A, Matsuda M, Kivnkawa F.
  • Journal Title: Small GTPases Volume: 4 Issue: 1 Pages: 9-15
  • DOI: 10.4161/sgtp.23311
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chimaerin suppresses rac1 activation at the apical membrane to maintain the cyst structure (2012)
  • Author(s): Yagi, S., Matsuda, M., Kiyokawa, E.
  • Journal Title: Plos Ones Volume: 7 Issue: 12 Pages: e52258-e52258
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0052258
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] FRETバイオセンサーによって明らかとなった上皮構造維持における低分子量Gタンパク質Rac1の役割 (2012)
  • Author(s): 清川悦子
  • Journal Title: 生化学 Volume: 84 Pages: 947-951
  • NAID: 10031136519
• [Journal Article] 脂質の局在を可視化するFRETバイオセンサー (2012)
  • Author(s): 清川悦子
  • Journal Title: 金沢医科大学雑誌 Volume: 37 Pages: 59-65
• [Presentation] ライブイメージングと診断をつなぐ：管腔構造の制御機構の観点から (2013)
  • Author(s): 清川悦子
  • Organizer: 第102回日本病理学会総会
  • Place of Presentation: ロイトン札幌(札幌）
  • Invited
• [Presentation] ３次元構造維持におけるRipply1の役割 (2013)
  • Author(s): 桑島由佳、清川悦子
  • Organizer: 第102回日本病理学会総会
  • Place of Presentation: ロイトン札幌(札幌）
• [Presentation] Mechanisms for luminal cell filling detected by fluorescent live imaging (2012)
  • Author(s): 清川悦子
  • Organizer: 第71回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 北海道 札幌
  • Year and Date: 2012-09-19
  • Invited
• [Remarks] 金沢医科大学 医学部 病理学I
  • URL: http://www.kanazawa-med.ac.jp/~pathol1/
• [Remarks] 金沢医科大学 病理学I
  • URL: http://www.kanazawa-med.ac.jp/~pathol1/
• [Remarks] 新学術領域 上皮管腔組織形成 研究者紹介
  • URL: http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/molbiobc/tubulology/research_s24.html