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Wnt/PCP経路による微小管の平面内極性化機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K15593
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 医化学一般
研究機関名古屋市立大学 (2023)
名古屋大学 (2017-2019)

研究代表者

高岸 麻紀  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 助教 (10723918)

研究期間 (年度) 2023-05-26 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード微小管 / 平面内細胞極性 / 繊毛 / Daple / PCP / 多繊毛細胞 / 発生・分化
研究開始時の研究の概要

組織内においてWnt/PCP経路は、分泌タンパク質のWntが、組織表面に立ち並ぶ上皮細胞の膜貫通型受容体Fzに結合し、個々の細胞内にシグナル伝達することで、細胞・組織レベルで平面内細胞極性をもたらす。Wnt/PCP経路は組織の軸を決定し、個体の発生や恒常性を制御している。
本研究では、Wnt/PCP経路が個々の細胞内で細胞骨格微小管の平面内極性化をもたらす分子機構を解析する。微小管の平面内細胞極性を解析するツールとして、実験・観察しやすい繊毛上衣細胞を用いる。

研究成果の概要

脳の中央部分にある脳室内では、常に脳脊髄液が産生され、一つの出口から流出している。脳室表面は運動性の多繊毛に覆われており、オールを漕ぐように、脳室の出口方向へ向かって波打ち運動している。脳室表面の運動性多繊毛の協調的な波打ち運動が、脳脊髄液の流れを促している。
脳室表面の運動性多繊毛が脳室出口方向へ波打つためには、繊毛の根元の突起が出口方向へ向く必要があり、繊毛細胞の表層部では平面軸に沿った細胞骨格微小管の非対称な配向(平面内極性化)が繊毛の根本の方向性を決めていた。本研究では、細胞骨格である微小管が平面軸に沿った非対称な配向をする分子機構を解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって、脳室内の繊毛の向きが揃うメカニズムを解明しました。脳室内の繊毛の向きが揃うことで、脳脊髄液が脳室出口に向かって流れることができます。繊毛の向きを決定する因子に異常があると、繊毛が同じ方向へ波打つことができず、脳脊髄液の流れが乱れてしまいます。出口方向へ流出できなかった脳脊髄液は脳室内に停滞し、脳室が拡張して水頭症となります。水頭症は脳実質を圧迫して発達障害や認知症をもたらします。本研究で発見した細胞内分子機構によって、水頭症の発症機序や原因遺伝子の解明につながると期待されます。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Motor protein Kif6 regulates cilia motility and polarity in brain ependymal cells2024

    • 著者名/発表者名
      Takagishi Maki、Yue Yang、Gray Ryan S.、Verhey Kristen J.、Wallingford John B.
    • 雑誌名

      Disease Models & Mechanisms

      巻: 17 号: 2

    • DOI

      10.1242/dmm.050137

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Negative regulation of amino acid signaling by MAPK-regulated 4F2hc/Girdin complex2018

    • 著者名/発表者名
      Liang Weng , Yi-Peng Han, Atsushi Enomoto, Yasuyuki Kitaura, Shushi Nagamori, Yoshikatsu Kanai, Naoya Asai, Jian An, Maki Takagishi, Masato Asai, Shinji Mii, Takashi Masuko, Yoshiharu Shimomura, Masahide Takahashi.
    • 雑誌名

      PLoS Biology

      巻: 16 号: 3 ページ: e2005090-e2005090

    • DOI

      10.1371/journal.pbio.2005090

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Daple Coordinates Planar Polarized Microtubule Dynamics in Ependymal Cells and Contributes to Hydrocephalus2017

    • 著者名/発表者名
      Maki Takagishi, Masato Sawada, Shinya Ohata, Naoya Asai, Atsushi Enomoto, Kunihiko Takahashi, Liang Weng, Kaori Ushida, Hosne Ara, Shigeyuki Matsui, Kozo Kaibuchi,3Kazunobu Sawamoto, and Masahide Takahashi.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 20 号: 4 ページ: 960-972

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2017.06.089

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Kinesin superfamily motor protein Kif6 regulates cilia motility in the brain ependymal cells2023

    • 著者名/発表者名
      Maki Takagishi
    • 学会等名
      The Southeastern Regional Society for Developmental Biology meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kif6 regulates cilia motility and polarity in ependymal cells2023

    • 著者名/発表者名
      Maki Takagishi
    • 学会等名
      第46回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Planar polarity of ependymal cilia in the mouse brain2019

    • 著者名/発表者名
      Maki Takagishi
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia Conferences Cilia & Centrosome
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dvl binding protein Daple regulates planar cell polarity in the multiple-ciliated cells2018

    • 著者名/発表者名
      Maki Takagishi
    • 学会等名
      European Wnt Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Planar polarized microtubule dynamics and coordinated ciliary beatings in the lateral ventricular wall2018

    • 著者名/発表者名
      Maki Takagishi
    • 学会等名
      EMBO|EMBL Symposia Tissue Self-Organisation: Challenging the Systems
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Planar polarized microtubule dynamics and coordinated ciliary beating in the lateral ventricular wall2018

    • 著者名/発表者名
      Maki Takagishi
    • 学会等名
      EMBO/EMBL symposium: Tissue Self-Organisation: Challenging the systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Planar polarized microtubule dynamics in ependymal cells contributes to hydrocephalus2017

    • 著者名/発表者名
      Maki Takagishi
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Planar cell polarity regulates the orientation of multiple motile cilia in the ependymal cell2017

    • 著者名/発表者名
      高岸麻紀
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 医学のあゆみ特集細胞の極性化がもたらす生命現象 多繊毛細胞における平面内細胞極性2019

    • 著者名/発表者名
      高岸麻紀、髙橋雅英
    • 総ページ数
      75
    • 出版者
      医歯薬出版
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] Wntシグナル伝達系阻害剤、該阻害剤を有効成分として含む医薬組成物2017

    • 発明者名
      廣明秀一、天野剛志、進藤麻子 、高岸麻紀 、堀公法
    • 権利者名
      名古屋大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-235036
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2025-01-30  

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