2023 Fiscal Year Research-status Report
M型ピルビン酸産生酵素依存的トリセルラータイトジャンクション形態形成機構の解明
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22K15100
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中津 大貴 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (30781299)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 癌化 / 上皮細胞 / タイトジャンクション / トリセルラータイトジャンクション / 細胞接着 / 細胞遊走 / 細胞浸潤 / ピルビン酸産生酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トリセルラータイトジャンクションは、上皮細胞間の三細胞接触部の密着結合を担う構造体である。そして、トリセルラータイトジャンクションの正常な機能発現には、構成タンパク質であるLSRやtricellulinの局在化が必須である。私達は、M型ピルビン酸産生酵素であるPKM1の発現抑制が、トリセルラータイトジャンクションから二細胞接触部のバイセルラータイトジャンクションへ、LSRやtricellulinを拡散させることを、マウス乳腺上皮由来癌化細胞を用いた実験から明らかにした。また、PKM1の発現抑制が、トリセルラータイトジャンクションへの構成タンパク質の局在化を促進する非受容体型チロシンキナーゼであるPYK2の不活性化によるLSRのY237のリン酸化阻害を介して、局在変化を引き起こすことを示した。さらに、PYK2の不活性化が、PKM1の発現抑制によりタンパク質リン酸化酵素ERKによるSMAD4のリン酸化が亢進する、リン酸化の亢進により転写調節機能を持つSMAD4の核内移行が促進される、SMAD4の転写調節機能の活性化によりPYK2の発現量が減少する、発現量減少の結果としてPYK2のタンパク質量と活性が低下する、というメカニズムで引き起こされることを示唆した。加えて、PKM1依存的な構成タンパク質の局在化によるトリセルラータイトジャンクションの形成が、一般的に知られている上皮細胞間の密着結合による細胞間隙の物質透過制御だけでなく、患者数の最も多い癌の1つである上皮癌の悪性化因子である、癌化上皮細胞の遊走や浸潤を抑制することを示唆した。これらの結果は、トリセルラータイトジャンクションの新機能の存在を示唆することに加えて、報告されているPKM1による上皮癌の悪性化防止に、トリセルラータイトジャンクションの形成促進による癌化上皮細胞の遊走や浸潤の抑制が寄与する可能性を示した。
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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
本研究の実施により、M型ピルビン酸産生酵素であるPKM1が、上皮細胞間の三細胞接触部の密着結合を担う構造体であるトリセルラータイトジャンクションの形成を促進する機構として、PKM1によるSMAD4の不活性化を介したPYK2の発現及び活性の亢進があることが、明らかになった。また、PKM1依存的なトリセルラータイトジャンクションの形成促進が、癌化上皮細胞の遊走や浸潤を抑制することも示された。このように、本研究計画で掲げた2つの研究目標である、(1)PKM1がトリセルラータイトジャンクションの形成を促進する機構の解明、(2)PKM1依存的なトリセルラータイトジャンクション形成が癌化上皮細胞の遊走や浸潤に与える影響の分析を、達成できた。以上の理由より、研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの研究により、PKM1がトリセルラータイトジャンクションの形成を促進する機構と、トリセルラータイトジャンクション形成が細胞遊走と細胞浸潤を抑制する機構が、乳腺上皮由来癌化細胞に存在することが確認された。今後の研究では、上記2つの機構が、乳腺上皮以外に由来する癌化細胞にも存在するかを、ヒト網膜色素上皮由来癌化細胞であるARPE-19や、ヒト結腸由来癌化上皮細胞であるCaco-2などを用いて確認する予定である。
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| Causes of Carryover |
これまでの研究では、マウスの乳腺由来癌化上皮細胞を用いて、PKM1がトリセルラータイトジャンクションの形成を促進する機構の解明と、PKM1依存的なトリセルラータイトジャンクション形成が癌化上皮細胞の遊走や浸潤に与える影響の分析を、実施した。そして、研究計画時に予定していたよりも少ない実験や解析費用で、上記研究を実施することが出来た。そのため、経費の使用額が少なくなった。そして、上記の経費は、他組織由来の癌化上皮細胞でも、乳腺由来癌化上皮細胞と同様の、トリセルラータイトジャンクション形成促進機構や、トリセルラータイトジャンクションによる細胞遊走や細胞浸潤の抑制機構が存在するのかを、検証する実験や解析に使用予定である。
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| Remarks |
研究者の所属する東京工業大学のリサーチリポジトリの研究者ページと、researchmapの研究者ページのURLを記載致しました。
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Research Products
(4 results)
