細胞外基質の硬さによる細胞機能制御の分子機構の解明

• 研究課題/領域番号: 18H02167
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分38060:応用分子細胞生物学関連
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 木岡 紀幸 京都大学, 農学研究科, 教授 (90234179)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2018年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
• キーワード: 細胞外マトリックス / コラーゲン / 細胞接着 / 間葉系幹細胞 / 接着斑 / メカノバイオロジー / 細胞分化 / 脂肪細胞 / ビンキュリン / 骨芽細胞

研究成果の概要

コラーゲンなどの細胞外基質の硬さが細胞の分化方向性を制御する。本研究では、申請者が線維芽細胞で硬さの感知と遊走に関与することを明らかにしてきたビンキュリン-SORBS3/1軸に着目し、SORBS3/1の間葉系幹細胞の分化への関与について検討した。間葉系幹細胞においてSORBS3とSORBS1は転写因子YAPの硬さに応答した核局在の制御に寄与することを示し、特にSORBS1は硬さに応じた脂肪細胞への分化に必要であることを示した。またSORBS3内に第２のビンキュリン結合部位を同定するとともにその重要性を示すなど生化学的な解析も進めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞外基質の硬さは間葉系幹細胞の脂肪細胞や骨芽細胞への分化制御に深く関与している。このため、今回の研究成果は間葉系幹細胞を利用した再生医療を発展させるための重要な知見を提供する。また組織の硬さはがんの悪性化にも関わっているため、本研究はがんの悪性化の仕組みの解明にも貢献できる。

研究成果

• [雑誌論文] Stiffness of the extracellular matrix regulates differentiation into beige adipocytes (2020)
  • 著者名/発表者名: Takata Kyoko、Goto Tsuyoshi、Kuroda Mito、Kimura Yasuhisa、Harada Ichiro、Ueda Kazumitsu、Kawada Teruo、Kioka Noriyuki
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 532 号: 2 ページ: 205-210
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.08.032
  • 査読あり
• [雑誌論文] C-terminal of ABCA1 separately regulates cholesterol floppase activity and cholesterol efflux activity (2020)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Okamoto, Maiko Tomioka, Fumihiko Ogasawara, Kota Nagaiwa, Yasuhisa Kimura, Noriyuki Kioka, Kazumitsu Ueda
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 84 号: 4 ページ: 764-773
  • DOI: 10.1080/09168451.2019.1700775
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in the asymmetric distribution of cholesterol in the plasma membrane influence streptolysin O pore formation (2019)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara, F., Kano, F., Murata, M., Kimura, Y., Kioka, N., Ueda, K
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 9 号: 1 ページ: 4548-4548
  • DOI: 10.1038/s41598-019-39973-x
  • NAID: 120006644065
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Apolipoprotein A-I directly interacts with extracellular domain 1 of human ABCA1. (2019)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Kawanobe, Naoko Shiranaga, Noriyuki Kioka, Yasuhisa Kimura & Kazumitsu Ueda
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 巻: 83 号: 3 ページ: 490-497
  • DOI: 10.1080/09168451.2018.1547106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell migration is negatively modulated by ABCA1 (2018)
  • 著者名/発表者名: Ito Shiho、Kioka Noriyuki、Ueda Kazumitsu
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 83 号: 3 ページ: 463-471
  • DOI: 10.1080/09168451.2018.1547105
  • 査読あり
• [雑誌論文] An amphipathic helix of vinexin α is necessary for a substrate stiffness-dependent conformational change in vinculin (2018)
  • 著者名/発表者名: Hino Naoya、Ichikawa Takafumi、Kimura Yasuhisa、Matsuda Michiyuki、Ueda Kazumitsu、Kioka Noriyuki
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 132 号: 2
  • DOI: 10.1242/jcs.217349
  • 査読あり
• [学会発表] ヒト骨肉腫細胞とヒト骨髄由来間葉系幹細胞の接着斑細胞膜の単離と脂質組成の解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 立花大、長尾耕治郎、黒田美都、木村泰久、木岡紀幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会2022年度京都大会
• [学会発表] 哺乳類細胞で発現している接着斑タンパク質ビネキシンαは脂質ホスファチジン酸と相互作用する (2022)
  • 著者名/発表者名: 鎌田一希、木村泰久、木岡紀幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会2022年度京都大会
• [学会発表] 脂質修飾酵素の接着斑及び細胞膜への局在化システムの構築 (2022)
  • 著者名/発表者名: 増元亮裕、木村泰久、木岡紀幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会2022年度京都大会
• [学会発表] 哺乳類細胞における接着斑タンパク質CAPの精製系構築 (2022)
  • 著者名/発表者名: 松山大輝、小段篤史、木村泰久、木岡紀幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会2022年度京都大会
• [学会発表] 脂肪細胞の分化における細胞外マトリックスの硬さによる調節と硬さの感知機構 (2021)
  • 著者名/発表者名: 木岡紀幸
  • 学会等名: 第164回日本獣医学会学術集会
• [学会発表] 接着斑を介した細胞外マトリックスの硬さの感知と細胞機能の制御 (2021)
  • 著者名/発表者名: 木岡紀幸
  • 学会等名: 第73回日本細胞生物学会大会
• [学会発表] 接着斑領域の細胞膜は特殊な脂質組成を有する (2021)
  • 著者名/発表者名: 立花大、長尾耕治郎、木村泰久、木岡紀幸
  • 学会等名: 第73回日本細胞生物学会大会
• [学会発表] 化学誘導性二量体化を用いた脂質修飾酵素の接着斑一過的局在化システムの構築 (2021)
  • 著者名/発表者名: 増元亮裕、木村泰久、木岡紀幸
  • 学会等名: 第73回日本細胞生物学会大会
• [学会発表] 膜融合法による巨大リポソーム（GUV）への再構成手法開発 (2021)
  • 著者名/発表者名: 宮岡穗花、白永直子、坂田和樹、木岡紀幸、阿部一啓、木村泰久
  • 学会等名: トランスポーター研究会第1回関西部会
• [学会発表] 脂質輸送体ABCA1によるコレステロール認識機構の生化学的解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 坂田和樹、木岡紀幸、植田和光、木村泰久
  • 学会等名: 第94回日本生化学会大会
• [学会発表] 哺乳類細胞を用いたビネキシンαの精製系構築及びホスファチジン酸との相互作用解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 鎌田一希、木村泰久、木岡紀幸
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 接着斑の脂質組成改変を目指した酵素局在化システムの開発 (2021)
  • 著者名/発表者名: 増元亮裕、木村泰久、木岡紀幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西支部第518回講演会
• [学会発表] 細胞の細胞外マトリックスの硬さ感知に関与する新規タンパク質の同定 (2021)
  • 著者名/発表者名: 田辺修平、柴原正和、立花大、木村泰久、木岡紀幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会2021年度大会
• [学会発表] 接着斑細胞膜とGPMV法で単離した細胞膜の脂質組成の比較 (2021)
  • 著者名/発表者名: 立花大、箕浦広大、長尾耕治郎、木村泰久、植田和光、木岡紀幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会2021年度大会
• [学会発表] がん細胞の増殖と遊走に対するコラーゲンペプチドの効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 倉田淳代、木村泰久、松尾道憲、木岡紀幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会2021年度大会
• [学会発表] Cryo-EM解析を目指した脂質輸送型ABC蛋白質の生産・調製基盤の構築 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小段篤史、光岡薫、木村泰久、木岡紀幸、植田和光
  • 学会等名: 日本農芸化学会2021年度大会
• [学会発表] コレステロール輸送体ABCA1が担う新規生理的役割をメダカを用いて探索する (2021)
  • 著者名/発表者名: 二股良太、木下政人、木岡紀幸、植田和光
  • 学会等名: 日本農芸化学会2021年度大会
• [学会発表] 化学誘導性二量体化を用いた PIP5K の接着斑一過的局在化システムの開発 (2021)
  • 著者名/発表者名: 増元亮裕、木村泰久、木岡紀幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会2021年度大会
• [学会発表] リポソームを用いたヒトABCA1のステロール特異性解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 坂田和樹、木岡紀幸、植田和光、木村泰久
  • 学会等名: 日本農芸化学会2021年度大会
• [学会発表] ヒト多剤輸送体MDR1の基質依存的活性がコレステロールによって誘導される機構の熱力学的解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 岩村 紗花、木岡 紀幸、植田 和光、木村 泰久
  • 学会等名: 日本農芸化学会2021年度大会
• [学会発表] ビネキシンα/ CAP依存的に接着斑に局在するタンパク質の単離と解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 柴原正和、阿部雄一、木村泰久、木岡紀幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会2020年度大会
• [学会発表] がん細胞に対するコラーゲンペプチドの効果 (2020)
  • 著者名/発表者名: 倉田淳代、木村泰久、松尾道憲、木岡紀幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会2020年度大会
• [学会発表] 管状膜構造に局在するMRP6 (ABCC6) の解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 永田 紅、木岡紀幸、植田和光
  • 学会等名: 第72回日本細胞生物学会
• [学会発表] 細胞外マトリックスの硬さ感知機構の解明を目指した接着斑プロテオーム (2020)
  • 著者名/発表者名: 立花大，柴原正和，阿部雄一，木村泰久，植田和光，木岡紀幸
  • 学会等名: 第72回日本細胞生物学会大会
• [学会発表] 接着斑を介した細胞外マトリックスの硬さによる細胞機能の制御 (2020)
  • 著者名/発表者名: 木岡紀幸
  • 学会等名: 第72回日本細胞生物学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] SORBSファミリータンパク質が間葉系幹細胞の分化を調節するシグナル経路の探索 (2020)
  • 著者名/発表者名: 倉田淳代, 高橋真助, 阿部雄一, 植田和光, 木村泰久, 木岡紀幸
  • 学会等名: 第72回日本細胞生物学会大会
• [学会発表] 光誘導性二量体化及び化学誘導性二量体化を用いた接着斑へのタンパク質の一過的局在化システム (2020)
  • 著者名/発表者名: 増元亮裕、木村泰久、木岡紀幸
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] 接着斑タンパク質ビネキシンαは相分離に関与するか？ (2020)
  • 著者名/発表者名: 鎌田一希、木村泰久、木岡紀幸
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] 巨大リポソーム(GUV)を用いたヒトABCA1の再構成系の開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 坂田和樹、木岡紀幸、植田和光、木村泰久
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] 硬さ感知・応答に関する新規接着斑タンパク質の探索を目指したプロテオーム解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 柴原正和、立花大、阿部雄一、木村泰久、植田和光、木岡紀幸
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 多剤輸送体P-glycoprotein(ABCB1)による薬剤輸送には2分子のATP結合・加水分解が共役する (2019)
  • 著者名/発表者名: 二股良太、小笠原史彦、市川尚文、木村泰久、木岡紀幸、植田和光
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
• [学会発表] 細胞外マトリックスの硬さと細胞遊走、分化の制御メカニズム (2019)
  • 著者名/発表者名: 木岡紀幸
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] ABCA1によるコレステロール輸送の生理的重要性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小笠原史彦、木村泰久、木岡紀幸、植田和光
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
• [学会発表] 接着斑の細胞膜脂質の単離手法の確立と細胞内張力の影響の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 立花大、柴原正和、大町朋弘、箕浦広大、木村泰久、木岡紀幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会 関西・中部支部 2019年度合同神戸大会
• [学会発表] ヒト多剤輸送体P-糖タンパク質の酵素活性にコレステロールが与える影響の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 岩村紗花、木岡紀幸、植田和光、木村泰久
  • 学会等名: 日本農芸化学会 関西・中部支部 2019年度合同神戸大会
• [学会発表] Analysis on the lipid composition of plasma membrane in cell-ECM adhesion region (2019)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Kioka, Kodai Minoura, Tomohiro Omachi, Takafumi Ichikawa, Yasuhisa Kimura, Nozomu Kono, Yuta Shimanaka, Toshihide Kobayashi, Hiroyuki Arai, Kazumitsu Ueda
  • 学会等名: Gordon Research Conference "Cell Contact and Adhesion"
  • 国際学会
• [学会発表] ビネキシンファミリータンパク質が間葉系幹細胞の分化を調節する分子基盤の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高橋真助、黒田美都、阿部雄一、木村泰久、木岡紀幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会 関西・中部支部 2019年度合同神戸大会
• [学会発表] 接着斑細胞膜の単離手法の確立とビンキュリンの接着斑細胞膜への影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 立花大、柴原正和、大町朋弘、箕浦広大、木村泰久、植田和光、木岡紀幸
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] HPLC-ELSDによるヒトABCタンパク質の脂質排出活性測定の確立 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高橋智、北悠人、木岡紀幸、植田和光、木村泰久
  • 学会等名: 第511回農芸化学会関西支部例会
• [学会発表] リン脂質輸送体ABCB4の第4膜貫通ヘリックスに存在するプロリンの機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小川峻、末永健人、木岡紀幸、植田和光、木村泰久
  • 学会等名: 日本農芸化学会 2019年度大会
• [学会発表] 超音波法によるヒト間葉系幹細胞の接着斑単離とその最適化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 柴原正和、木村泰久、植田和光、木岡紀幸
  • 学会等名: 日本農芸化学会 2019年度大会
• [学会発表] ApoA-Iを封入した巨大リポソーム(GUV)の作製 (2019)
  • 著者名/発表者名: 坂田和樹、木岡紀幸、植田和光、木村泰久
  • 学会等名: 日本農芸化学会 2019年度大会
• [学会発表] ELSD法によるヒトABCタンパク質の脂質輸送能解析手法の構築 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高橋智、北悠人、木岡紀幸、植田和光、木村泰久
  • 学会等名: 日本農芸化学会 2019年度大会
• [学会発表] 極性脂質に含まれるヒトABCG4の輸送基質探索および認識機構の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 末永 光、見月 俊吾、木岡 紀幸、植田 和光、木村 泰久
  • 学会等名: 日本農芸化学会 2019年度大会
• [学会発表] ビネキシンファミリータンパク質がYAPの核局在を引き起こす分子基盤の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高橋真助、黒田美都、阿部雄一、木岡紀幸
  • 学会等名: 第4回 メカノバイオロジー学会 学術大会
• [学会発表] ABCA1による脂質分布の変化が細胞遊走に与える影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 伊藤志帆、木岡紀幸、植田和光
  • 学会等名: 第60回日本脂質生化学会
• [学会発表] コレステロール結合性細菌毒素 ストレプトリジンOを用いた ABCA1によるコレステロール輸送の証明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小笠原史彦、木村泰久、木岡紀幸、植田和光
  • 学会等名: 第60回日本脂質生化学会
• [学会発表] 超音波処理を用いた接着斑単離法の確立 (2018)
  • 著者名/発表者名: 柴原正和、箕浦広大、市川尚文、木村泰久、植田和光、木岡紀幸
  • 学会等名: 第70回日本細胞生物学会 第51回日本発生生物学会 合同大会
• [学会発表] The role of ABCA1 in the regulation of cell migration (2018)
  • 著者名/発表者名: Shiho Ito、 Noriyuki Kioka、 Kazumitsu Ueda
  • 学会等名: 第70回日本細胞生物学会 第52回日本発生生物学会 合同大会
• [学会発表] ATP加水分解活性を指標としたヒトABCG4の輸送基質特異性解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 末永 光、見月 俊吾、木岡 紀幸、植田 和光、木村 泰久
  • 学会等名: 第1３回トランスポーター研究会年会
• [学会発表] Detection of cholesterol flop activity of ABCA1 by using streptolysin O cholesterol-dependent cytolysin (2018)
  • 著者名/発表者名: Fumihiko Ogasawara、 Yasuhisa Kimura、 Noriyuki Kioka、 and Kazumitsu Ueda
  • 学会等名: International Conference on the Bioscience of Lipids
  • 国際学会
• [学会発表] ヒト由来浮遊培養細胞への遺伝子導入手法の検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 木村泰久、松尾道憲、木岡紀幸、植田和光
  • 学会等名: 2018年度日本農芸化学会関西支部大会(第505回講演会)
• [学会発表] 脂質トランスポーターABCA1が遊走シグナルに与える影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 伊藤志帆、木岡紀幸、植田和光
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会
• [学会発表] 超音波処理を用いた接着斑の単離 (2018)
  • 著者名/発表者名: 柴原正和、箕浦広大、市川尚文、木村泰久、植田和光、木岡紀幸
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会
• [学会発表] 生細胞膜上でヒト多剤輸送体MDR1(ABCB1)の構造変化の際にATPが果たす役割の解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 二股良太、小笠原史彦、市川尚文、木村泰久、木岡紀幸、植田和光
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会
• [学会発表] ABCAサブファミリータンパク質のC末端領域の機能解明を目的としたキメラタンパク質の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡本雄介、永田紅、笠井倫志、木村泰久、木岡紀幸、植田和光
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会
• [学会発表] ABCG4が輸送する極性脂質中の未知基質の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 末永 光、見月 俊吾、木岡 紀幸、植田 和光、木村 泰久
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会
• [学会発表] 膜領域としての接着斑細胞膜 (2018)
  • 著者名/発表者名: 木岡 紀幸
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] An amphipathic helix of vinexin alpha is necessary for extracellular matrix stiffness-dependent conformational change in vinculin (2018)
  • 著者名/発表者名: Naoya Hino、 Takafumi Ichikawa、Yasuhisa Kimura、 KazumitsuUeda、 Noriyuki Kioka
  • 学会等名: 2018 ASCB EMBO Annual Meeting
  • 国際学会
• [備考] 京都大学農学研究科細胞生化学ホームページ
  • URL: http://www.biochemistry.kais.kyoto-u.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.biochemistry.kais.kyoto-u.ac.jp/