上皮管腔形成過程における細胞動態と機能分子動態の３次元イメージング解析

• 研究領域: 上皮管腔組織の形成・維持と破綻における極性シグナル制御の分子基盤の確立
• 研究課題/領域番号: 23112005
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 大橋 一正 東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (10312539)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 95,030千円 (直接経費: 73,100千円、間接経費: 21,930千円); 2015年度: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2014年度: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2013年度: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2012年度: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2011年度: 23,010千円 (直接経費: 17,700千円、間接経費: 5,310千円)
• キーワード: 上皮細胞 / 上皮管腔組織 / アクチン骨格 / RhoGEF / Rho / メカノシグナル / イメージング / 機械的シグナル / GEF / 管腔形成 / コフィリン

研究成果の概要

本研究において、低分子量G蛋白質Rhoファミリーの活性化因子Rho-GEFであるFarp1とSoloの上皮細胞の管腔形成過程における機能を解析した。Farp1は、乳腺上皮細胞のインテグリンを介した接着依存的な増殖に寄与することを発見した。また、Soloは単層上皮特異的な中間径フィラメントであるケラチン8、ケラチン18に結合し、ケラチン8/18繊維の細胞内ネットワークの形成、維持に寄与することを発見した。また、Soloは細胞間接着からの張力に応答して機能すること、さらに、上皮細胞の集団移動速度の制御に寄与すること、上皮細胞の管腔形成において管腔の内腔の大きさの制御に寄与することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Interplay between Solo and keratin filaments is crucial for force-induced stress fiber reinforcement. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, S., Ohashi, K., T. Mashiko, Kondo, H., Mizuno, K.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 27 号: 6 ページ: 954-966
  • DOI: 10.1091/mbc.e15-06-0417
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rho-guanine nucleotide exchange factors involved in cyclic stretch-induced reorientation of vascular endothelial cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiyori Abiko*, Sachiko Fujiwara*, Kazumasa Ohashi, Ryuichi Hiatari, Toshiya Mashiko, Naoya Sakamoto, Masaaki Sato, Kensaku Mizuno (* co-first authors)
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 印刷中 ページ: 1683-1695
  • DOI: 10.1242/jcs.157503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of cofilin in development and its mechanisms of regulation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohashi, K.
  • 雑誌名: Develop. Growth Differ. 巻: 57 号: 4 ページ: 275-290
  • DOI: 10.1111/dgd.12213
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rho-guanine nucleotide exchange factors involved in cyclic stretch-induced reorientation of vascular endothelial cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Abiko, H., Fujiwara, S., Ohashi, K., Hiatari, R., Mashiko, T., Sakamoto, N., Sato, M., and Mizuno, K.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 巻: in press
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Insulin receptor substrate-4 binds to slingshot-1 phosphatase and promotes cofilin dephosphorylation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Homma Y, Kanno S, Sasaki K, Nishita M, Yasui A, Asano T, Ohashi K, Mizuno K.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 289 号: 38 ページ: 26302-26313
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.565945
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Damnacanthal, an effective inhibitor of LIM-kinase, inhibits cell migration and invasion. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohashi, K.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 25 号: 6 ページ: 828-840
  • DOI: 10.1091/mbc.e13-09-0540
  • 査読あり
• [雑誌論文] p63RhoGEF-mediated formation of a single polarized lamellipodium is required for chemotactic migration in breast carcinoma cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, A., Hiatari, R., Tsuji, T., Ohashi, K., Mizuno, K.
  • 雑誌名: FEBS Lett 巻: 587 号: 6 ページ: 698-705
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2013.01.043
  • 査読あり
• [雑誌論文] CaMKIIβ-mediated LIM-kinase activation plays a crucial role in BDNF-induced neuritogenesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Saito, A., Miyajima, K., Akatsuka, J., Kondo, H., Mashiko, T., Kiuchi, T., Ohashi, K.,Mizuno, K.
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: (in press) 号: 7 ページ: 533-543
  • DOI: 10.1111/gtc.12054
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coactosin accelerates cell dynamism by promoting actin polymerization (2013)
  • 著者名/発表者名: Xubin Hou
  • 雑誌名: Dev. Biol. 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cytochalasin D acts as an inhibitor of the actin-cofilin interaction. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuyasu Shoji
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 424 号: 1 ページ: 52-57
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.06.063
  • 査読あり
• [雑誌論文] Furry Protein Promotes Aurora A-mediated Polo-like Kinase 1 Activation (2012)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, M., Chiba, S., Ohashi, K., Mizuno, K.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 287 号: 33 ページ: 27670-27681
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.378968
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wntの細胞内平面極性シグナルによるRhoファミリーの活性化とアクチン細胞骨格制御機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大橋一正
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 63 ページ: 177-182
• [雑誌論文] Visualization of cofilin-actin and Ras-Raf interactions by bimolecular fluorescence complementation assays using a new pair of split Venus fragments (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Ohashi
  • 雑誌名: Biotechniques 巻: 52 号: 1 ページ: 45-50
  • DOI: 10.2144/000113777
  • 査読あり
• [雑誌論文] Live-cell imaging of G-actin dynamics using sequential FDAP (2011)
  • 著者名/発表者名: Kiuchi, T, et al
  • 雑誌名: BioArchitecture 巻: 1 ページ: 1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] LIM-kinase- mediated cofilin phosphorylation decelerates actin retrograde flow in lamellipodia (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ohashi, S. Fujiwara, T. Watanabe, T. Kiuchi, M. Sato, K. Mizuno
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: Vol. 286 号: 42 ページ: 36340-36351
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.259135
  • 査読あり
• [学会発表] メカノストレス応答に寄与するRhoGEF, Soloの上皮細胞集団の秩序化における機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大橋一正、藤原佐知子、酒井高輝、安彦日和、近藤洋志、増子寿弥、水野健作
  • 学会等名: 2016年 生体運動合同班会議プログラム
  • 発表場所: キャンパスプラザ京都 5階第一講義室（京都府・京都市）
  • 年月日: 2016-01-08
• [学会発表] Rho-GEF Soloによる細胞骨格の制御と力覚応答における機能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤原佐知子、安彦日和、大橋一正、増子寿弥、近藤洋志、佐藤正明、水野健作
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会 第88回日本生化学大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] The role of Solo, a Rho-GEF involved in mechanotransduction, in the dynamical ordering of epithelial cell populations (2015)
  • 著者名/発表者名: 大橋一正
  • 学会等名: The Second International Meeting for Epithelial Tubulology
  • 発表場所: 北海道大学医学部 学友会館フラテホール（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2015-08-22
  • 国際学会
• [学会発表] RhoA/RhoC特異的GEFであるSoloの力覚応答における役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大橋一正、藤原佐知子、増子寿弥、安彦日和、佐藤正明、水野健作
  • 学会等名: 第67回日本細胞生物学会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都・江戸川区）
  • 年月日: 2015-06-30
• [学会発表] Rho-GEF Soloによるアクチン繊維と中間径フィラメントの制御とメカノセンシングにおける機能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤原佐知子、安彦日和、大橋一正、増子寿弥、水野健作
  • 学会等名: 日本生化学会東北支部 第81回例会・シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学さくらホール（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2015-05-09
• [学会発表] Identification and functional analysis of Rho-GEFs involved in cyclic stretch-induced cell orientation of vascular endothelial cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshiya Mashiko, Sachiko Fujiwara, Hiroshi Kondo, Hiyori Abiko, Masaaki Sato, Kazumasa Ohashi, Kensaku Mizuno
  • 学会等名: 第３７回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] ゲルゾリンはアクチンオリゴマーによるスリングショットの活性化を介してコフィリンの脱リン酸化を亢進する (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋克宣、菅野新一郎、大橋一正、水野健作
  • 学会等名: 第８７回日本生化学大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] Farp1はインテグリンを介した細胞接着に関与する (2014)
  • 著者名/発表者名: 梶 紀子, 萱場 敦子, 高橋 将太, 大橋 一正, 水野 健作
  • 学会等名: 第６６回日本細胞生物学会
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [学会発表] Identification and characterization of Solo as a Rho-GEF involved in mechanosensing (2014)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Fujiwara, Toshiya Mashiko, Hiroshi Kondo, Hiyori Abiko, Masaaki Sato, Kazumasa Ohashi, Kensaku Mizuno
  • 学会等名: International Symposium on Mechanobiology
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2014-05-20 – 2014-05-23
• [学会発表] Identification of Rho-GEFs involved in mechano-biological responses of vascular endothelial cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Ohashi
  • 学会等名: International Symposium on Biomedical Engineering Interface
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-03-14
  • 招待講演
• [学会発表] メカノセンシングに関与するRho-GEFとして同定したSOLO の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤原佐知子
  • 学会等名: 日本生化学会東北支部第79回例会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 乳がん組織の極性移動にはp63RhoGEFによるラメリポディア形成の極性化が必要である (2013)
  • 著者名/発表者名: 大橋一正
  • 学会等名: 第65回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Farp1 is involved in ECM stiffness-induced transformation of mammary epithelial cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kaji, N.
  • 学会等名: 第65回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 招待講演
• [学会発表] p63RhoGEF is required for chemotactic migration of breast carcinoma cells by forming a single polarized lamellipodium. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohashi, K.
  • 学会等名: 第65回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 細胞の力覚応答に関与するRho-GEFの同定と機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水野健作
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞の力覚応答に関わるRho-GEF として同定したSolo の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤原 佐知子
  • 学会等名: 第３６回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 細胞外基質の硬さ依存的な乳腺上皮細胞の形質転換におけるFarp1の機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋 将太
  • 学会等名: 第３６回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] DblファミリーRho-GEFであるCDEPは乳腺上皮細胞の細胞外マトリックスの硬さ依存的な形質転換に関与する (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋将太
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-14
• [学会発表] Furry is a positive regulator of microtubule acetylation in mitotic spindle. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Nagai
  • 学会等名: 第52回American Society for Cell Biology Annual Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ、米国
  • 年月日: 2012-12-13
• [学会発表] The Regulation of the Organ Morphology Via Cytoskeletal Remodeoing. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ritsuko Morita
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] Identification of Rho-GEFs Involved in Cyclic Stretch-induced Mechanosensing of Vascular Endothelial Cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kondo
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] Identification of Rho-GEFs involved in mechanosensing of vascular endothelial cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kondo
  • 学会等名: 第45回日本発生生物学会・第64回日本細胞生物学会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2012-05-28
• [学会発表] Identification of cytochalasin D as an inhibitor of actin-cofilin in teraction (2011)
  • 著者名/発表者名: 東海林和康, 他
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜,パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-12-16
• [学会発表] Furry is involved in bipolar spindle formation through Plk1 activation (2011)
  • 著者名/発表者名: 池田真教, 他
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜,パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Identification of Rho-GEFs involved in breast cancer cell migration (2011)
  • 著者名/発表者名: 日當竜一, 他
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜,パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Activation of LIMK1 by CaMKIIb is required for BDNF-induced dendritogenesis in rat cortical neurons (2011)
  • 著者名/発表者名: 北谷佳那恵, 他
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜,パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Phosphorylation and activation of LIMK1 by CaMKIIbeta in BDNF-induced dendritogenesis (2011)
  • 著者名/発表者名: 大橋一正, 他
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都,国立京都国際会館
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Regulation of Slingshot-1 phosphorylation in SDF-1-induced T cell chemotaxis (2011)
  • 著者名/発表者名: 川村友理子, 他
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都,国立京都国際会館
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Identification and functional roles of Rho-GEFs that are involved in cell migration (2011)
  • 著者名/発表者名: 林文, 他
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都,国立京都国際会館
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Activation of LIMK1 by CaMKIIb is required for BDNF-induced dendritogenesis in rat cortical neurons (2011)
  • 著者名/発表者名: 大橋一正, 他
  • 学会等名: 第63回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 札幌,北海道大学
  • 年月日: 2011-06-28
• [学会発表] Multipoit measurements of fluorescence decay after photoactivation of Dronpa-actin reveal spatial distribution of G-actin concentration between lamellipodium and cell body (2011)
  • 著者名/発表者名: 木内泰, 他
  • 学会等名: 第63回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 札幌,北海道大学
  • 年月日: 2011-06-28
• [図書] Methods in Molecular Biology, Exocytosis and Endocytosis Second edition (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohashi, K., and Mizuno, K.
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: Springer Press
• [備考] 東北大学 大学院生命科学研究科 情報伝達分子解析分野 水野研究室
  • URL: http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/mizuno_lab/
• [備考] 東北大学 大学院生命科学研究科 情報伝達分子解析分野 水野研究室
  • URL: http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/mizuno_lab/
• [備考] 東北大学 水野研（情報伝達分子解析分野）
  • URL: http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/mizuno_lab/
• [備考]
  • URL: http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/mizuno_lab/