2016 Fiscal Year Annual Research Report
ERK活性伝播による３次元形態形成制御の構成的理解
Publicly Offered Research
| Project Area | Discovery of the logic that establishes the 3D structure of organisms |
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| Project/Area Number |
16H01447
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| Research Institution | Okazaki Research Facilities, National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
青木 一洋 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 教授 (80511427)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ERK / 細胞集団運動 / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
集団として細胞が運動する「細胞集団運動（collective cell migration）」は、胚発生や創傷治癒、癌の浸潤といった組織の構築過程に見られる細胞運動様式の１つである。細胞集団運動の分子機構は、その多様性や複雑性から、単一細胞の細胞移動と比べて解析が進んではいない。我々は、ERK MAPキナーゼの活性の伝搬方向に向かって細胞が集団運動することを明らかにしつつある。しかし３次元の組織構築において実際にERK活性の伝播が細胞集団運動を引き起こしているのかは自明ではない。そこで本研究は、「ERK活性伝播による細胞集団運動機構と３次元の形態形成の制御機構の解明」を目的として研究をすすめた。
まず、ERK活性の細胞間伝搬による細胞集団運動の制御機構を明らかにするために、MDCK細胞の２次元での細胞集団運動モデルを用いた。ERKのFRETバイオセンサーを用いてERK活性を可視化したところ、in vitro wound healing assayにおいてERK活性の伝搬方向と逆方向に細胞が集団で動くことを発見した。ERK活性の細胞間伝搬をMMP/ADAM阻害薬で阻害すると細胞集団運動も阻害されたことから、細胞集団運動においてERK活性の細胞間伝搬が重要な役割を果たしていることが分かった。またERKの下流としてMyosin Light Chainを同定し、ROCK阻害剤でMLCの活性を阻害するとERK活性の細胞間伝搬は変化しなかったが、集団運動は阻害された。最後に、光遺伝学的な手法でERK活性の細胞間伝搬を再構成すると、細胞集団運動を誘導できることが分かった。
現在、MDCK細胞の３次元培養系とそのタイムラプスイメージングの実験系を構築しており、効率よくcyctからtubeが伸びる条件を検討している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ERK活性の細胞間伝搬と細胞集団運動の分子機構を詳細に調べるために、２次元培養系を使わざるを得ず、分子機構の同定に手間取ってしまった。また２次元培養系の論文の改訂に時間がかかってしまい、３次元培養系の条件検討を十分に進めることができなかった。ただ論文の改訂は終わり、３次元培養系もすでに始めていることから、残りの１年間で十分遅れを取り戻すことができると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
MDCK細胞の三次元培養系を確立させる。ERK活性と細胞の形態を同時に見るための系を整え、HGF刺激や外来遺伝子の発現系を用いて、CystからTube形成を誘導し、その時のERK活性の細胞間伝搬と３次元形態形成の関係を詳細に解析する。
これらの３次元データをもとに、光遺伝学的な手法を用いてERK活性を３次元的に操作し、３次元形態形成が誘導できるかを検討する。
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[Journal Article] Synergistic antitumor effects of combination of PI3K/mTOR and MEK inhibition (SAR245409 and pimasertib) in mucinous ovarian carcinoma cells by fluorescence resonance energy transfer imaging.2016
Author(s)
Inaba K, Oda K, Aoki K, Sone K, Ikeda Y, Miyasaka A, Kashiyama T, Fukuda T, Makii C, Arimoto T, Wada-Hiraike O, Kawana K, Yano T, Osuga Y, Fujii T.
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Journal Title
Oncotarget
Volume: 7
Pages: 29577-29591
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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