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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Molecular mechanism for polarization and repolarization of epithelial cells and hepatocytes

Research Project

Project/Area Number 21H02698
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

住本 英樹  九州大学, 医学研究院, 教授 (30179303)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords細胞極性 / 上皮細胞 / 肝細胞
Outline of Annual Research Achievements

(1)上皮細胞の再極性化の分子機構
①「細胞内 apical膜凝集体」の構造:MDCK 細胞および Caco-2 細胞を用いた超解像顕微鏡(SIM)および光電子相関顕微鏡法(CLEM)による解析を行い、「細胞内 apical膜凝集体」には、apical 膜特異的タンパク質に加えて、微絨毛様構造が存在することを示した。 ②「細胞内 apical膜凝集体」の動態を制御する分子とその作用機序:「Ca switch 法」および「ATP switch 法」を用いて、共焦点レーザー顕微鏡、超解像顕微鏡、さらに live imaging の解析により、「細胞内 apical膜凝集体」は細胞の再極性化後、形態を変化させながら細胞膜に輸送されることを明らかにした。またこの過程に関与するタンパク質を同定するために、「細胞内 apical膜凝集体」に含まれるタンパク質をLC-MS/MS法により解析し、幾つかの候補タンパク質を見出した。
(2)肝細胞の極性形成の分子機構
① 肝細胞の極性形成の分子機構:ヒト肝癌由来HepG2細胞の「Matrigel3次元培養系」を用いて、共焦点レーザー顕微鏡および超解像顕微鏡による解析を行い,肝細胞の極性形成にはタイトジャンクションタンパク質 Par3およびapical膜の「Cdc42-Par6-aPKC 複合体」が必要であること、まずPar3が続いてCdc42が細胞間接着部位に輸送されること、Par6-aPKCはPar3とCdc42に依存して輸送されること、などを明らかにした。 ② 肝細胞の極性形成から毛細胆管ネットワーク形成に至る分子機構:マウス肝臓から調製した初代培養肝細胞の「collagen sandwich 培養系」を用いて共焦点レーザー顕微鏡等による解析を行い、極性決定に必要なaPKCが毛細胆管ネットワーク形成に必要であることを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

「肝細胞の極性形成の分子機構」に関しては、『肝細胞の極性形成決定には、Par3、Cdc42、Par6、aPKCが必要であること』を明らかにし、さらに、その内容を英文論文として発表することができたので、順調だと考えている。
また、「上皮細胞の再極性化の分子機構」に関しても、「細胞内 apical膜凝集体」の微細構造を明らかにし、動態を制御する候補タンパク質を見出すところまで進んでおり、順調に進展している、と判断できると考えている。

Strategy for Future Research Activity

上記のように、本研究課題は順調に進展していると考えられ、計画通りに研究を進める予定である。

  • Research Products

    (3 results)

All 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Hepatocyte polarity establishment and apical lumen formation are organized by Par3, Cdc42, and aPKC in conjunction with Lgl2021

    • Author(s)
      Tocan, V., Hayase, J., Kamakura, S., Kohda, A., Ohga, S., Kohjima, M., Sumimoto, H.
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 297 Pages: 101354

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.101354

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] NADPH オキシダーゼ (NOX) の構造と機能:食細胞の酵素から全身の調節分子へ2022

    • Author(s)
      住本 英樹
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
    • Invited
  • [Presentation] 特別講演: 消化管での生体防御・炎症と活性酸素生成酵素 NOX/DUOX2021

    • Author(s)
      住本 英樹
    • Organizer
      第58回日本消化管免疫学会総会
    • Invited

URL: 

Published: 2022-12-28  

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