2012 Fiscal Year Annual Research Report
細胞社会における集団細胞移動の動的理解と制御メカニズム
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24687027
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
倉永 英里奈 独立行政法人理化学研究所, 組織形成ダイナミクス研究チーム, チームリーダー (90376591)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 集団細胞移動 / 器官形成 / ショウジョウバエ / 上皮組織 / 細胞陥入 / カドヘリン / ライブイメージング / 生殖器官 |
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| Research Abstract |
細胞移動は、個体発生においてだけでなく癌の浸潤や転移などの病態発症のプロセスに至るまで、生命活動の様々な局面に関与している。研究代表者は、個体における細胞移動の作動機序を解明する目的で、発生過程でみられる集団細胞移動に注目した。ショウジョウバエでは、雄性生殖器官をとりまく細胞集団が円周状に移動することで、輸精管の左右非対称なループ形成に寄与する。この過程において、個体の中で細胞移動がどのように制御されているのか、移動の開始や他の細胞との相互作用に関与する分子メカニズム、及び器官形成を成し遂げる細胞の動的制御機構を解明し、細胞社会の中で細胞移動を制御する普遍的分子メカニズムを明らかにすることを本研究の目的とする。平成24-25年度では、生殖器官の回転における集団細胞移動様式の解明を試みている。
生殖器官の回転が、生殖器を取り囲む上皮組織細胞が集団移動していることに起因することの確認のために、生きた蛹から上皮組織を含む生殖器官を切り取って内部組織を洗い落とし、ex vivo条件下で回転するかどうか観察した。培養条件により6時間以内の観察ではあるが、生殖器官の回転問題無く観察され、上皮組織単独で生殖器の回転を誘導するという新たな事実が明らかになった。回転中の上皮組織を組織学的に観察したところ、興味深いことに、上皮細胞間接着分子であるカドヘリンの細胞間局在が確認されたことから、上皮組織の細胞は、互いに接着を保ったまま集団で移動していることが示唆された。カドヘリンにGFPが融合したタンパク質を発現するトランスジェニックショウジョウバエを用いてライブイメージングを行った結果、上皮組織に含まれる細胞は、互いにつなぎ替え(細胞陥入)を頻繁に起こしながら同じ方向に向かって動いていく様子が観察された。細胞陥入に必要とされるカドヘリンとミオシンのノックダウンにより、生殖器の回転異常が確認された。上皮細胞のつなぎ替えとその方向性の確立に関しては、数理モデル研究者との共同研究で進行中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究計画当初には、まだ上皮組織の集団移動に関する具体的なメカニズムは明らかでなかったが、上皮組織単独での回転、上皮として接着を保ったままの集団移動、細胞の陥入とその方向を決める左右非対称な細胞平面のねじれの発見など、非自明な現象について次々に明らかとなっており、物理的理論と数理モデルからの考察によって確認できた。論文は投稿準備中であり、初年度の計画以上の達成度であると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
上皮組織の人工的操作による張力の測定、および回転の開始と停止の分子メカニズムに注目して研究を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
張力の測定については当初今年度開発開始見込みであったが、同時進行のメカニズム解明部分が計画以上に進行したために重点をおいて研究したので、次年度以降の開発へ繰り越す必要があった。
張力の測定のためのシステム構築、およびスクリーニングと分子生物学的解析に研究費用を要する。
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Research Products
(11 results)
