2021 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanism for polarization and repolarization of epithelial cells and hepatocytes
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21H02698
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
住本 英樹 九州大学, 医学研究院, 教授 (30179303)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 細胞極性 / 上皮細胞 / 肝細胞 |
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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Research Products
(3 results)
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[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.
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Journal Title
Journal of Biological Chemistry
Volume: 297
Pages: 101354
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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