線虫C. elegansをもちいたライブイメージングによる細胞浸潤機構の解明

• Project Area: Cross-talk between moving cells and microenvironment as a basis of emerging order in multicellular systems
• Project/Area Number: 25111731
• 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): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2014: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2013: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: 浸潤 / 基底膜 / 細胞浸潤 / 線虫

Outline of Annual Research Achievements

基底膜を介した細胞移動、つまり細胞浸潤に焦点を絞って研究を行う。研究課題では、線虫C.elegansを使って構築した実験モデルを用いて、細胞浸潤の実行に必要な遺伝子の同定及びその分子機構を明らかにする。細胞浸潤は古くから医学、生物学の重要な研究分野であるが、そのほとんどがin vitro実験系をもちいており、申請課題では、ライブイメージングと遺伝学を組合せて構築した線虫C. elegansのin vivo実験モデルをもちいて解析を行う。
細胞浸潤の全体像を明らかにするために、突然変異誘起剤（EMS）を用いて、細胞浸潤過程に異常を示す新規変異体、aid-1～6(Anchor cell invasion defect、アリルナンバー os148,os149 os150,os151,os152,os153)変異体を樹立した。すべて独立に獲得した変異体である。そのうちos149変異体の変異遺伝子を同定したところ、ネトリン受容体の変異であることがわかったが、残念なことにアンカー細胞の浸潤にネトリンが関与することは既にしられており、細胞浸潤に関与する新規遺伝子の発見には繋がらなかった。またターゲットスクリーニングにより、浸潤に異常を示す新規変異体SQV-2を同定した。SQV-2遺伝子は糖鎖の一つであるヘパラン硫酸の合成に必要なグリコサミノグリカン合成酵素の遺伝子をコードしており、SQV-2変異体では、約70％程度の細胞浸潤異常が観察されるが、コンドロイチン合成酵素の変異体であるSQV-5変異体は浸潤異常が観察されなかった。この結果はアンカー細胞の浸潤にヘパリン硫酸プロテオグリカンが関与することを示唆している。すでに発現細胞の確認、組織特異的に発現させるレスキュー実験をおこなっており、浸潤を制御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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] In Situ Imaging in C. elegans Reveals Developmental Regulation of Microtubule Dynamics (2014)
  • Author(s): Lacroix B, Bourdages KG, Dorn JF, Ihara S, Sherwood DR, Maddox PS, Maddox AS Dev.
  • Journal Title: cell Volume: 29 Issue: 2 Pages: 203-216
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2014.03.007
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1534580714001592
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The novel secreted factor MIG-18 acts with MIG-17/ADAMTS to control cell migration in Caenorhabditis elegans. (2014)
  • Author(s): Kim H-S, Kitano Y, Mori M, Takano T, Harbaugh TE, Mizutani K, Yanagimoto H, Miwa S, Ihara S, Kubota Y, Shibata Y, Ikenishi K, Garriga G and Nishiwaki K.
  • Journal Title: Genetics Volume: 196(2) Issue: 2 Pages: 471-479
  • DOI: 10.1534/genetics.113.157685
  • URL: http://www.genetics.org/content/196/2/471.long
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 線虫における細胞移動・浸潤の制御機構 (2013)
  • Author(s): 伊原伸治
  • Journal Title: 生化学 Volume: 85 Pages: 972-984
  • NAID: 40019893897
• [Presentation] GPIアンカー修飾酵素は基底膜動態を制御する (2014)
  • Author(s): 伊原伸治, 中山創平、吉田直樹、澤斉
  • Organizer: 第33回日本糖質学会
  • Place of Presentation: 名古屋大学豊田講堂(名古屋市)
  • Year and Date: 2014-08-10 – 2014-08-12
• [Presentation] 線虫における基底膜動態の維持に関わる糖脂質GPIの役割 (2014)
  • Author(s): 伊原伸治, 中山創平、吉田直樹、澤斉
  • Organizer: 第66回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 奈良県新公会堂東大寺総合文化センター(奈良市)
  • Year and Date: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [Presentation] 遺伝学的スクリーニングによって明らかとなった糖鎖による恒常性維持機能 (2013)
  • Author(s): 伊原伸治
  • Organizer: 第32回 糖質学会
  • Place of Presentation: 大阪国際交流センター
• [Presentation] Analysis of Heparan Sulfate function during anchor cell invasion in C. elegans (2013)
  • Author(s): Shinji Ihara, David, R. Sherwood and Sawa Hitoshi
  • Organizer: 第46回 日本発生生物学会
  • Place of Presentation: 松江くにびきメッセ