2016 Fiscal Year Annual Research Report
Ｍｙｏｓｉｎ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎによる新しい細胞間コミュニケーションの解明
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16J00401
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
竹内 康人 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | 細胞間コミニュケーション / ミオシン / カルシウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
発がんの超初期段階では、上皮細胞層にがん原性遺伝子変異が生じ、正常細胞と変異細胞が共存する上皮細胞層となる。この時、正常細胞と変異細胞の境界で細胞非自律的な変化が生じ、正常細胞に囲まれた変異細胞は、上皮細胞層から排除（apical extrusion）される。しかし、排除対象となる変異細胞の認識メカニズムは明らかになっていない。本研究では、新たな細胞間認識メカニズムの探索を目指し、ミオシンⅡ調節軽鎖（myosin Ⅱ regulatory light chain: MLC）とカルシウムの振動現象に着目した。
定常状態において、周期的な増減を示すMLC集積変化（Myosin oscillation）を確認した。一方、ミオシンⅡの阻害剤であるBlebbistatinを添加すると、Myosin oscillationは消失した。このことから、Myosin oscillationは、ミオシンⅡの活性に依存した現象であることが示唆された。また、カルシウム（Ca2+）とMyosin oscillationの関係も調べている。カルシウムに着目した理由は、①カルシウム/カルモジュリン複合体（Ca2+/CaM）を形成することによって、ミオシン軽鎖キナーゼ（MLCK）を活性化するということ、②カルシウム振動（Ca2+ oscillation）という現象が報告されているためである。定常状態において、一過性のカルシウム濃度の変動（Ca2+ spark）がspontaneousに観察された。一方、ミオシンⅡの阻害剤であるBlebbistatinを添加すると、spontaneousなCa2+ sparkは消失した。このことから、spontaneousに観察されたカルシウムスパークもまた、ミオシンⅡの活性に依存した現象であることが示唆された。
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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
これまでに、Myosin oscillationとカルシウムスパークは共にミオシンⅡの活性に依存した振動現象であることを明らかにした。現在は、２つの振動現象の作用機序について解析を進めているところである。さらに、細胞密度や変異細胞の存在に呼応してカルシウムスパークが増加することも明らかにしており、研究は順調に推移していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
定常状態におけるMyosin oscillationに関しては、ミオシンⅡの活性はMLCのリン酸化状態で制御されており、MLCのリン酸化は、ミオシン軽鎖キナーゼ（MLCK）と、MLCホスファターゼ（MLCP）によって調節されていることが知られている。今後は、MLCKやMLCPとMyosin oscillationとの関連を調べる予定である。
定常状態におけるカルシウムスパークに関しては、現在、MDCK細胞に蛍光カルシウムインジケーターであるGCaMPとmCherryタグをつけたMLCを共発現させたMDCK-GCaMP-MLC-mCherry細胞株を樹立中であり、今後この共発現細胞株を用いて、カルシウムスパークとMyosin oscillationの関係を調べる予定である。
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