細胞骨格、細胞運動制御の情報伝達

• 研究課題/領域番号: 12219202
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 竹縄 忠臣 東京大学, 医科学研究所, 教授 (40101315)
• 研究分担者: 末次 志郎 東京大学, 医科学研究所, 助手 (70345031) ; 三木 裕明 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (80302602) ; 深見 希代子 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (40181242)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 222,800千円 (直接経費: 222,800千円); 2004年度: 48,000千円 (直接経費: 48,000千円); 2003年度: 49,000千円 (直接経費: 49,000千円); 2002年度: 46,000千円 (直接経費: 46,000千円); 2001年度: 42,600千円 (直接経費: 42,600千円); 2000年度: 37,200千円 (直接経費: 37,200千円)
• キーワード: アクチン線維 / 浸潤 / 転移 / WAVE / B16細胞 / 葉状仮足 / 癌細胞 / 細胞運動 / アクチン / WASP / 糸状突起 / 葉状突起 / 系状突起

研究概要

我々は細胞先端部でのアクチン重合に関与する蛋白質としてN-WASPやWAVE1-3を採り、糸状仮足及び葉状仮足形成を行う蛋白質であることを提唱してきた。WAVEには3種存在するが、中でもWAVE2は普遍的に存在し、細胞運動の先端部に局在して、細胞の遊走に必須の役割を果たしている。
WAVE1と2のノックアウトマウスを作成し、胎児線維芽細胞株を確立して、方向性をもった細胞遊走に関与しているかどうか調べた。WAVE2の欠損細胞では化学遊走因子に応答しての、細胞先端部での葉状仮足形成が起こらず、遊走速度も極めて遅くなっていた。一方、WAVE1の欠損細胞では、細胞先端部での葉状仮足形成は正常に生じたものの、上方に生じる膜ラッフル形成が生じなかった。これらの結果からWAVE2が細胞先端部で葉状仮足を形成し、細胞に推進力を与える本体であると考えられた。
浸潤、転移のモデル細胞としてよく使われている、B16とその高転移細胞F10を用いて、WAVE2の関与を調べた。これらの細胞ではWAVE1とWAVE2が発現し、F10細胞において両者の発現が上昇していた。WAVE1とWAVE2をRNAiでノックダウンしたF10細胞を用いて、浸潤、転移能を調べた。WAVE1のノックダウンでは3次元コラーゲンゲル中の運動や浸潤には影響なかったが、WAVE2をノックダウンしたF10細胞は遊走能、浸潤とも抑制された。またWAVE2ノックダウンした細胞の肺へぼ転移も抑制されていた。これらの結果から、主にWAVE2が細胞の浸潤転移の際の、細胞運動に関与していると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Molecular mechanisms of invadopodium formation : the role of the N-WASP-Arp2/3 complex pathway and cofilin. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, H., Lorenz, M., Kempiak, S., Sarmiento, C., Coniglio, S., Symons, M., Segall, J., Eddy R., Miki, H., Takenawa, T., Condeefis, J.
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 168 ページ: 441-452
• [雑誌論文] WICH, a member of WASP-interacting protein family, cross-links actin filaments. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kato M, Takenawa T.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res Commun. 328 ページ: 1058-1066
• [雑誌論文] PtdIns(3, 4, 5)P3 binding is necessary for WAVE2-induced formation of lamellipodia. (2004)
  • 著者名/発表者名: Oikawa, T., Yamaguchi, H., Itoh, T., Kato, M., Ijuin, T., Yamazaki, D., Suetsugu, S., Takenawa, T.
  • 雑誌名: Mature Cell Biol. 6 ページ: 420-426
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ptdlns(3,4,5)P3 binding is necessary for WAVE2-induced formation of lamellipodia. (2004)
  • 著者名/発表者名: Oikawa, T., Yamaguchi, H., Itoh, T., Kato, M., Ijuin, T., Yamazaki, D., Suetsugu, S., Takenawa, T.
  • 雑誌名: Nature Cell Biol. 6 ページ: 420-426
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Arp2/3 activity is necessary for efficient formation of E-cadherin adhesive contacts. (2004)
  • 著者名/発表者名: Vemra, S., Shewan, A.M., Scott, J.A., Helwani, F.M., den Elzen, N.R., Miki, Takenawa, T., Yap, AS.
  • 雑誌名: J Biol.Chem. 279 ページ: 34062-34070
• [雑誌論文] Phospholipase C delta-type consists of three isozymes : bovine PLCdelta2 is a homologue of human/mouse PLCdelta4. (2004)
  • 著者名/発表者名: Irino, Y., Cho, H., Nakamura, Y., Nakahara, M., Furutani, M., Suh, P.G., Takenawa, T., Fukami, K.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res Commun. 23 ページ: 537-543
• [雑誌論文] IRSp53/Eps8 complex is important for positive regulation of Rac and cancer cell motility/invasiveness. (2004)
  • 著者名/発表者名: Funato, Y., Terabayashi, T., Suenaga, N., Seiki, M., Takenawa, T., Miki, H.
  • 雑誌名: Cancer Res. 64 ページ: 5237-5244
• [雑誌論文] Regulation of actin cytoskeleton by mDab1 through N-WASP and ubiquitination of mDab1. (2004)
  • 著者名/発表者名: Suetsugu S., Tezuka T., Morimura T., Hattori M., Mikoshiba K., Yamamoto T., Takenawa T.
  • 雑誌名: Biochem J. 1-8 ページ: 384-384
• [雑誌論文] WAVE2, involved in directed cell migration, is required for caldiovascular development. (2003)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, D., Suetsugu, S., Miki, H., Kataoka, Y., Nishikawa, S., Fujiwara, T., Yoshida, N., Takenawa, T.
  • 雑誌名: Nature 424 ページ: 452-456
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Differential roles of WAVE1 and WAVE2 in dorsal and peripheral ruffle formation for fibroblast cell migration. (2003)
  • 著者名/発表者名: Suetsugu, S., Yamazaki, D., Kurisu, S., Takenawa, T.
  • 雑誌名: Dev. Cell. 5 ページ: 595-609
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] WAVE2, involved in directed cell migration, is required for cardiovascular development. (2003)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, D., Suetsugu, S., Miki, H., Kataoka, Y., Nishikawa, S., Fujiwara, T., Yoshida, N., Takenawa, T.
  • 雑誌名: Nature 424 ページ: 452-456
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Sustained Activation of N-WASP through Phosphorylation is Essential for Neurite Extension. (2002)
  • 著者名/発表者名: Suetsugu, S., Hattori, M., Miki, H., Tezuka, T., Yamamoto, T., Mikoshiba, K., Takenawa, T
  • 雑誌名: Dev. Cell 3 ページ: 645-658
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Sustained Activation of N-WASP through Phosphorylation is Essential for Neurite Extension. (2002)
  • 著者名/発表者名: Suetsugu, S., Hattori, M., Miki, H., Tezuka, T., Yamamoto, T., Mikoshiba, K., Takenawa, T.
  • 雑誌名: Dev. Cell 3 ページ: 645-658
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Suetsugu, S., Hattori, M., Miki, H., Tezuka, T., Yamamoto, T., Mikoshiba, K., Takenawa, T.: "Sustained Activation of N-WASP through Phosphorylation Is Essential for Neurite Extension"Dev Cell. 3. 645-658 (2002)
• [文献書誌] Nozumi, M., Nakagawa, H., Miki, H., Takenawa, T., Miyamoto, S.: "Differential localization of WAVE isoforms in filopodia and lamellipodia of the neuronal growth cone"J Cell Sci. 116. 239-246 (2003)
• [文献書誌] Ijuin, T., Takenawa, T.: "SKIP Negatively Regulates Insulin-Induced GLUT4 Translocation and Membrane Ruffle Formation"Mol Cell Biol.. 23. 1209-1220 (2003)
• [文献書誌] Suetsugu, S., Hattori, M., Miki, H., Tezuka, T., Yamamoto, T., Mikoshiba, K., Takenawa T: "Sustained Activation of N-WASP through Phosphorylation Is Essential for Neurite Extension"Dev Cell. 3. 645-658 (2002)
• [文献書誌] Nozumi, M., Nakagawa, H., Miki, H., Takenawa, T., Miyamoto, S.: "Differential localization of WAVE isoforms in filopodia and lamellipodia of the neuronal growth cone"J Cell Sci. 116. 239-246 (2003)
• [文献書誌] Ijuin, T., Takenawa, T.: "SKIP Negatively Regulates Insulin-Induced GLUT4 Translocation and Membrane Ruffle Formation"Mol Cell Biol.. 23. 1209-1220 (2003)
• [文献書誌] Fukuoka, M: "A novel N-WASP binding protein, WISH induced Arp2/3 complex activation independent of Cdc42"J. Cell Biol.. 152. 471-472 (2001)
• [文献書誌] Takenawa, T: "WASP and WAVE family proteins : key molecules for rapid rearrangement of cortical actin filaments and cell movement"J. Cell Sci.. 114. 1801-1809 (2001)
• [文献書誌] Suetsugu, S: "Identification of another Actin-related protein (Arp) 2/3 complex binding site in Neural Wiskott-Aldrich syndrome protein (N-WASP), that complements actin polymerization induced by the Art2/3 complex activating (VCA) domain of N-WASP"J. Biol. Chem.. 276. 33175-33181 (2001)
• [文献書誌] Yamaguchi,H.: "Two tandem verprolin homology domains are necessary for a strong activation of Arp2/3 complex-induced actin polvmerization and induction of microspike formation by N-WASP"Proc.Natl.Acad.Sci.USA.. 97. 12631-12636 (2000)
• [文献書誌] Yang,C.: "Profilin enhances Cdc42-induced nucleation of actin polymerization."J.Cell Biol.. 150. 1001-1012 (2000)
• [文献書誌] Miki,H.: "IRSp53 is an essential intermediate in the regulation of membrance ruffling by Rac and WAVE."Nature. 408. 732-735 (2000)