| Project/Area Number |
22K06225
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44010:Cell biology-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 上皮細胞 / カルシウムシグナル / 細胞骨格 / アクチン細胞骨格 / アポトーシス / 集団細胞運動 |
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| Outline of Research at the Start |
上皮組織の恒常性は、様々な生命現象が協調的に進行することにより支えられている。上皮細胞シートや血管内皮細胞など細胞が互いに接着して細胞集団を形成する組織では、細胞間で絶えず張力が発揮されており、組織内の個々の細胞には組織全体にかかる力に適切に応答する能力が求められる。申請者はこれまでに、集団細胞運動や上皮細胞シートの恒常性などの協調的な応答を必要とする細胞集団の振る舞いについて、細胞間張力の制御という視点から研究を進めてきた。本研究提案では、細胞間に働く力がもたらす細胞接着の可塑的変化を基軸に、「集団を構成する細胞がどのような分子機構で協調性を獲得しているか」、という問題の解明を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
Epithelial cells are inherently contractile and in homeostasis, tissue integrity is maintained by balancing the uneven contractile forces in neighboring cells at the cell-cell interface. By contrast, epithelial cells can utilize an imbalance in contractile force to communicate various information to induce tissue-wide response as in wound healing and removal of apoptotic cells. Calcium signaling can pattern cellular responses based on its reach and amplitude and we focused on its role in epithelial homeostasis during this research period. Our findings are two-fold: 1) sustained elevation of calcium ions in neighboring epithelial cells is necessary to generate the contractility required for apoptotic cell elimination; and 2) calcium maintains an adaptive pool of AJC-associated actin that is sensitive to tension and encoded by calcium dynamics. Our findings highlight the critical role of localized calcium dynamics on actin remodeling at epithelial junctions and cellular behavior.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、カルシウムシグナルが細胞間に生じる張力を感知する術としてのみならず、細胞応答を生み出すメカニズムとしての多面性を持ち合わせており、上皮組織の恒常性に寄与ことを明らかにした。今回の研究成果では、組織としての平衡状態を維持し、回復する上でのカルシウムシグナルの意義を議論している。一方で、上皮組織の恒常性の破綻は、アトピー性皮膚炎、過敏性腸症候群（IBS）、関節リウマチなどの慢性炎症性疾患の病態と密接な関係にあることが知られている。今後は、疾患モデルの解析などに取り組み、カルシウムシグナルの病態生理学的意義の解明に挑みたい。
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