Regulation of epithelial cell charactor by phosphoinositide

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H04051
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Pathological medical chemistry
• Research Institution: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• Principal Investigator: Fukami Kiyoko 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (40181242)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: イノシトールリン脂質 / 表皮バリア機能 / 細胞膜外葉

Outline of Final Research Achievements

First, we showed that downregulation of phospholipase C (PLC)d1 impairs the barrier functions of the SC. PLCd1 downregulation also impairs localization of tight junction proteins. Loss of PLCd1 leads to a decrease in intracellular Ca2+ concentrations and NFAT activity, along with hyperactivation of MAPK and inactivation of RhoA. These findings demonstrate that PLCd1 is essential for epidermal barrier integrity.
Next we found that phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2) was detected in the cell surface of non-permeabilized cells by anti-PIP2 antibodies and the PIP2 probe. Cell surface PIP2 signal was universally detected in various cell lines. Furthermore, blocking cell surface PIP2 by the addition of anti-PIP2 antibody or the PIP2 probe inhibited cell attachment, spreading, and migration. These results indicate a unique localization of PIP2 in the outer leaflet that may have a crucial role in cell attachment, spreading, and migration.

Free Research Field

疾患医科学、細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

我々は、リン脂質代謝酵素PLCδ1の不全が、NFATの不活性化、p38MAPKの異常活性化、RhoAの不活性化を介して表皮顆粒層のタイトジャンクション不良を誘導し、表皮細胞バリア機能の破綻を誘導することを明らかにした。こうした表皮細胞バリア機能の異常は乾癬などの炎症性皮膚炎で観察されることから、新たな治療法として発展する可能性がある。
また、イノシトールリン脂質PIP2が細胞膜外葉にも存在すること、細胞膜外葉PIP2が細胞接着や細胞運動に関与することを明らかにした。こうした事実はこれまで考えられてきたリン脂質の役割の概念を変えるものであり、細胞生物学の進展に大きく寄与することが期待できる。