2020 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of molecular mechanisms underlying endothelial cell behaviors as a fundamental process of angiogenesis
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18K06817
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
礪波 一夫 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (70511393)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 血管新生 / 血管内皮細胞 / 集団的細胞運動 / VE-カドヘリン / 回転運動 / 数理モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
血管の樹枝状管腔構造の形成には血管内皮細胞が持つ固有の性質が寄与していると考えられる。細胞は一般に相互の接触により運動が抑制されるか接触面と反対方向に離れていくが（細胞運動の接触阻害）、血管内皮細胞では内皮細胞特有の細胞間接着分子であるVE-カドヘリンに依存した協調的直線運動とVE-カドヘリン非依存性の回転運動が細胞間接触により亢進することを見出した。当該年度は、このような内皮細胞固有の運動特性を生み出す分子機構の解明を目的とし、細胞接触により内皮細胞特有の回転運動が顕著に亢進するVE-カドヘリンノックアウト（KO）MS-1細胞を用いた解析を行った。その結果、VE-カドヘリンKO MS-1細胞において、次のような特徴的分子動態を明らかとすることが出来た。①CD31（血小板内皮細胞接着分子-1）による細胞間接着が強く保持されていること。②細胞接着面においてアクチン骨格によるラフリング様の現象が活発化していること。③細胞接着面において接着斑キナーゼ（FAK）の活性が亢進し、一方、FAKの抑制により回転運動は減弱すること。④細胞辺縁部における接着班構成分子ビンキュリンの発現が減弱していること。以上の結果から、血管新生を可能にする内皮細胞固有の細胞接触による運動性の亢進とこれを基盤とした回転運動を制御する分子機構として、内皮細胞特有の細胞接着分子を介した細胞接着面におけるアクチン重合やFAKキナーゼの活性、さらに接着班構成分子の制御が関わっていることを明らかにすることが出来た。また、今年度の研究により細胞の極性形成に関わる細胞接着分子が上記内皮細胞特有の協調運動および内皮細胞による枝状構造形成に関わることを遺伝子KOの実験から明らかにすることができ、内皮細胞固有の運動を制御する分子機構として、細胞接着分子とアクチンおよび接着班のユニークな相互連関を明らかにすることが出来た。
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