2022 Fiscal Year Annual Research Report
神経上皮の新規運命選択機構：細胞突起の遠隔的接触によるDelta-Notch制御
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18K14837
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
川上 巧 京都大学, 高等研究院, 特定助教 (50793858)
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2021-03-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 発生・分化 / 細胞間相互作用 / 神経前駆細胞 / Delta-Notchシグナル伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
胎生期の哺乳類大脳において、神経前駆細胞から生産された娘細胞は周囲の分化細胞との接触を介したDelta-Notchシグナル伝達を利用して、「分化」か「未分化」の運命選択を行う。従来、そのシグナル伝達は直近の隣接細胞間のみで行われる狭い範囲のものが想定されてきた。しかし最近、遠方の細胞にまで到達する仮足を新規に発見したことで、そのやり取りはより広範囲に渡る可能性が見出された。
免疫電顕による超微構造解析で、Deltaは分化細胞の仮足に強く局在していることが明らかとなった。同時に、仮足は分化細胞に限らず未分化細胞にも認められ、その到達範囲、接触細胞数、接触面積を計測した結果、これまで推測されてきた細胞間の接触範囲よりも大きいことが分かった。さらにタイムラプス観察にて、仮足の動きは活発で、常に伸長と退縮を頻繁に行い、突出位置も変化させることが分かった。アクチンリモデリングに関連する因子として知られているLamellipodinとSHIP2 の機能を抑えた場合（shRNA、CRISPR-Cas9システム）、仮足の動きは失われ、退縮あるいは消失が認められた。また、ミオシンを薬剤阻害することで、同様に仮足の消失が認められた。これらを合わせると、仮足のダイナミクスはアクチンに依存していることが示唆された。
仮説として、仮足を介した接触がシグナル伝達に寄与するのであれば、人為的に仮足を失わせた時に、やや遠方の娘細胞はDeltaシグナルを受け取れず、その多くが「分化」を選択する可能性がある。これを検証するために、先述した実験系を用いて仮足を消失させ、分化の初期段階で発現する転写因子Tbr2の陽性率を調べた。その結果、娘細胞が分化を呈する割合が有意に増加することが分かった。このことから、葉状仮足を介した遠隔的な細胞間接触は娘細胞の運命選択に影響を及ぼすひとつの要因であることが示唆された。
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[Journal Article] Inhomogeneous mechanotransduction defines the spatial pattern of apoptosis-induced compensatory proliferation2023
Author(s)
Takumi Kawaue, Ivan Yow, Yuping Pan, Anh Phuong Le, Yuting Lou, Mavis Loberas, Murat Shagirov, Xiang Teng, Jacques Prost, Tetsuya Hiraiwa, Benoit Ladoux, Yusuke Toyama
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Journal Title
Developmental Cell
Volume: 58(4)
Pages: 267-277.e5
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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