2017 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of molecular mechanisms involved in the regulation of tight junctions
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16H04786
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
池ノ内 順一 九州大学, 理学研究院, 教授 (10500051)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | タイトジャンクション / クローディン / コレステロール / スフィンゴミエリン / 翻訳後修飾 / ZOタンパク質 / トリセルリン / 上皮バリア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タイトジャンクションは、上皮細胞のバリア機能を担う細胞接着装置である。タイトジャンクションを構成する接着分子としてクローディンが同定された。体の各組織に発現するクローディンのそれぞれのノックアウトマウスはタイトジャンクションの喪失によって上皮バリアの破綻を示すことが明らかになった。その一方で、クローディンがどのような制御を受けて細胞膜構造としてのタイトジャンクションを形成するかについては未解明な点が多い。本研究では、上皮細胞においてタイトジャンクションの形成を調節する分子機構について、１）クローディンの翻訳後修飾、２）裏打ちZOタンパク質の活性制御、３）タイトジャンクション領域の細胞膜脂質の組成の制御の３つの観点から解明する。本研究で得られる上皮バリアに関する基本的な知見は、上皮バリアの破たんによっておこる慢性炎症等の病態の治療法や予防法の開発に有益である。
今年度は、タイトジャンクション領域の細胞膜脂質組成の解析に取り組み、タイトジャンクションを形成する細胞膜領域にはコレステロールおよび長鎖脂肪酸を有するスフィンゴミエリンが集積していることを見出した。また、コレステロールの細胞内局在を可視化したところ、タイトジャンクションに豊富にコレステロールが存在することを見出した。さらに、これらの脂質の形質膜での量を増減することにより、タイトジャンクションの形成を人為的制御することが可能であることを見出した。また、クローディンの翻訳後修飾については、現在まで研究で得られた知見を英文総説として発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の目的通り、クローディンの翻訳後修飾やタイトジャンクションの細胞膜脂質の解析が進んでおり、興味深い知見が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の解析で、タイトジャンクションの細胞膜領域にはコレステロールおよび長鎖脂肪酸を有するスフィンゴミエリンが集積することを見出し、これらの脂質がタイトジャンクション形成に必須であることが明らかになった。上皮細胞において、タイトジャンクションの細胞膜領域にコレステロールなどの脂質を集積させるメカニズムや、コレステロールがタイトジャンクション形成にどのように関与するのか、といった新たな課題が見つかった。この問題について今年度は研究を推進する。
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