2020 Fiscal Year Annual Research Report
乳腺上皮細胞の温度応答性分子群が乳腺組織の形態形成と機能発現を制御する機構の解明
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18H02320
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
小林 謙 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (30449003)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川原 学 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (70468700)
磯部 直樹 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 教授 (80284230)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 乳腺上皮細胞 / TRPチャネル / 乳分泌 / 泌乳期 / 形態形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
乳腺上皮細胞は妊娠にともなって増殖・分化し、分娩後に乳分泌を行う。また、乳腺上皮細胞は温度変化に応じて乳産生能力を変化させる。しかし、乳腺上皮細胞がどのように温度変化を感知するかはわかっていない。私たちの先行研究の結果、乳腺上皮細胞には温度センサーとして機能するTRPチャネルが5種類発現していることがわかった。しかし、TPPチャネルが泌乳期の乳産生と妊娠期の乳腺発達に関与するかは不明であった。
マウスやウシから採取した乳腺上皮細胞を用いて乳分泌培養モデルを作製し、TPPチャネルが泌乳期の乳産生に関与するかを調べた。その結果、低温刺激で活性化するTRPM8とTRPA1が乳腺上皮細胞の乳産生能力を調節する転写因子であるmTORとSTATを不活性化し、カゼインと乳糖の分泌量を減少させ、細胞内に蓄積する脂肪滴を拡大させることがわかった。TRPM8とTRPA1を活性化するメントールを泌乳期のマウスに投与した場合においても、カゼインの発現量と乳糖合成に関わる酵素の発現量が減少し、脂肪滴の拡大やSTAT5の不活性化も確認された。
続いて、マウスから採取した乳腺上皮細胞をマトリゲルやコラーゲンゲルで三次元培養し、乳管伸長、乳管分枝、および乳腺胞形成を誘導する培養モデルを作製した。この培養モデルを37℃、39℃、41℃でそれぞれ培養した。その結果、41℃で培養した場合、乳管の伸長が抑えられ、分枝する乳管が減少し、乳腺胞の内腔形成率も低下していた。また、乳腺上皮細胞の増殖性が低下し、増殖性に関わる細胞内シグナル経路も異常に活性化/不活性化されていた。
上記の研究過程で作製した培養モデルやサンプルを用いた研究から、ウシ乳腺上皮細胞と乳房炎起炎菌に由来する毒素に対する初期応答の機序、クルクミンが乳腺上皮細胞の乳産生を低下させること、V型コラーゲンが泌乳期特異的に乳腺胞周囲で増加することも明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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