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3細胞結合領域の細胞間隙バリアの分子機構と生理的意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H02440
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44010:細胞生物学関連
研究機関生理学研究所

研究代表者

古瀬 幹夫  生理学研究所, 生体機能調節研究領域, 教授 (90281089)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワードタイトジャンクション / トリセルラータイトジャンクション / 3細胞結合 / アンギュリン / トリセルリン / 上皮バリア機能 / 3細胞結合 / クローディン / 細胞間接着 / アンギュリンファミリー
研究成果の概要

トリセルラータイトジャンクション(tTJ)は、3つの上皮細胞の頂点が集まる3細胞間結合において細胞間隙をシールすることにより上皮バリア機能寄与する細胞間結合である。tTJの構成分子として膜タンパク質トリセルリンとアンギュリンファミリーが知られていたが、これら分子のtTJ形成における役割には不明な点が多い。本研究において、我々は、トリセルリンではなく、アンギュリン-1が3細胞間結合における細胞膜の密着に関与することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

私たちの体の最も基本的は防御機能である上皮バリア機能がはたらくためには、上皮細胞同士の隙間における物質の漏れを防ぐ必要がある。上皮の細胞間隙には、隣り合う2細胞間の隙間と、3つの上皮細胞の角に挟まれる点状の3細胞間の隙間が存在する。前者をシールする細胞間結合タイトジャンクションについては多くの知見の蓄積があるのに対して、後者を塞ぐ細胞間結合トリセルラータイトジャンクションの仕組みについては不明な点が多かった。本研究はトリセルラータイトジャンクション形成の分子機構をこれまでになく詳細かつ明快に示したといえる。上皮バリア機能に関わる本研究は、医学分野への波及も期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 6件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Recent advances in understanding tight junctions2021

    • 著者名/発表者名
      Furuse Mikio、Takai Yoshimi
    • 雑誌名

      Faculty Reviews

      巻: 10 ページ: 18-18

    • DOI

      10.12703/r/10-18

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The novel membrane protein Hoka regulates septate junction organization and stem cell homeostasis in the Drosophila gut2021

    • 著者名/発表者名
      Izumi Yasushi、Furuse Kyoko、Furuse Mikio
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 134 号: 6 ページ: 257022-257022

    • DOI

      10.1242/jcs.257022

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The septate junction protein Tetraspanin 2A is critical to the structure and function of Malpighian tubules in Drosophila melanogaster.2020

    • 著者名/発表者名
      Klaus W Beyenbach, Frederike Schone, Leonhard F Breitsprecher, Felix Tiburcy, Mikio Furuse, Yasushi Izumi, Heiko Meyer, Sima Jonusaite, Aylin R Rodan, Achim Paululat
    • 雑誌名

      American journal of physiology. Cell physiology

      巻: 318 号: 6 ページ: C1107-C1122

    • DOI

      10.1152/ajpcell.00061.2020

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Angulin-2/ILDR1, a tricellular tight junction protein, does not affect water transport in the mouse large intestine2020

    • 著者名/発表者名
      Hempstock Wendy、Sugioka Shiori、Ishizuka Noriko、Sugawara Taichi、Furuse Mikio、Hayashi Hisayoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 10374-10374

    • DOI

      10.1038/s41598-020-67319-5

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Physiological functions of junctional adhesion molecules (JAMs) in tight junctions2020

    • 著者名/発表者名
      Hartmann Christian、Schwietzer Ysabel Alessa、Otani Tetsuhisa、Furuse Mikio、Ebnet Klaus
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes

      巻: 1862 号: 9 ページ: 183299-183299

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2020.183299

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tight Junction Structure and Function Revisited2020

    • 著者名/発表者名
      Otani Tetsuhisa、Furuse Mikio
    • 雑誌名

      Trends in Cell Biology

      巻: 30 号: 10 ページ: 805-817

    • DOI

      10.1016/j.tcb.2020.08.004

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The septate junction protein Mesh is required for epithelial morphogenesis, ion transport, and paracellular permeability in the Drosophila Malpighian tubule.2020

    • 著者名/発表者名
      Sima Jonusaite, Klaus W. Beyenbach, Heiko Meyer, Achim Paululat, Yasushi Izumi, Mikio Furuse, and Aylin R. Rodan
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Cell Physiology

      巻: 318 号: 3 ページ: C675-C694

    • DOI

      10.1152/ajpcell.00492.2019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The extracellular domain of angulin-1 and palmitoylation of its cytoplasmic region are required for angulin-1 assembly at tricellular contacts2020

    • 著者名/発表者名
      Yukako Oda, Taichi Sugawara, Yuko Fukata, Yasushi Izumi, Tetsuhisa Otani, Tomohito Higashi, Masaki Fukata, Mikio Furuse
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 295 号: 13 ページ: 4289-4302

    • DOI

      10.1074/jbc.ra119.010491

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Claudins and JAM-A coordinately regulate tight junction formation and epithelial polarity2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsuhisa Otani, Thanh Phuong Nguyen, Shinsaku Tokuda, Kei Sugihara, Taichi Sugawara, Kyoko Furuse, Takashi Miura, Klaus Ebnet, Mikio Furuse
    • 雑誌名

      Journal of Cell Biology

      巻: 218 号: 10 ページ: 3372-3396

    • DOI

      10.1083/jcb.201812157

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Septate junctions regulate gut homeostasis through regulation of stem cell proliferation and enterocyte behavior in Drosophila.2019

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Izumi, Kyoko Furuse and Mikio Furuse
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 132 号: 18

    • DOI

      10.1242/jcs.232108

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Claudin-3-deficient C57BL/6J mice display intact brain barriers2018

    • 著者名/発表者名
      Castro DM、Coisne C、Lazarevic I、Baden P、Hata M、Iwamoto N、Francisco DMF、Vanlandewijck Mi、He L、Baier FA.、Stroka D、Bruggmann R、Lyck R、Enzmann G、Deutsch U、Betsholtz C、Furuse M、Tsukita Sh、Engelhardt B
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 36731-3

    • DOI

      10.1038/s41598-018-36731-3

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 高分子に対する透過性バリアの形成機構2020

    • 著者名/発表者名
      大谷哲久, Phuong Nguyen Thanh, 菅原太一, 古瀬幹夫
    • 学会等名
      第72回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Angulin-1 regulates the plasme membrane sealing and epithelial barrier function at tricellular contacts independent of tricellulin and claudins2020

    • 著者名/発表者名
      菅原太一, 古瀬京子, 古瀬幹夫
    • 学会等名
      第72回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アンギュリンはトリセルリンに依存せず3細胞結合の細胞膜密着構造を形成する2020

    • 著者名/発表者名
      菅原太一, 古瀬京子, 大谷哲久, 若山友彦, 古瀬幹夫
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 上皮のトリセルラーコンタクトにおけるバリア形成機構2020

    • 著者名/発表者名
      菅原太一, 古瀬京子, 大谷哲久, 若山友彦, 古瀬幹夫
    • 学会等名
      第52回臨床分子形態学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 上皮細胞の隙間をシールする分子機構2020

    • 著者名/発表者名
      古瀬幹夫
    • 学会等名
      第30回日本耳科学会総会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Epithelial barrier homeostasis by cell competition.2019

    • 著者名/発表者名
      Otani T, Furuse M.
    • 学会等名
      52回日本発生生物学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 多様な膜貫通タンパク質により構成されるショウジョウバエのセプテートジャンクション2019

    • 著者名/発表者名
      泉 裕士、古瀬幹夫
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質化学会年会・第71回日本細胞生物学会大会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Genetic dissection of tight junctions2019

    • 著者名/発表者名
      Otani T, Nguyen TP, Furuse M.
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会・第71回日本発生生物学会大会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Assembly of angulin-1/LSR in vertices of three epithelial cells is determined by the cytoplasmic palmitoylation.2019

    • 著者名/発表者名
      Sugawara T, Oda Y, Fukata Y, Higashi T, Fukata M, Furuse M.
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会・第71回日本発生生物学会大会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Establishment of a tight junction-deficient epithelial cell line by genome editing of claudin genes2019

    • 著者名/発表者名
      Mikio Furuse, Tetsuaki Otani, Taichi Sugawara, Shinsaku Tokuda, Mika Watanabe, Kyoko Furuse, Osamu Nagata
    • 学会等名
      9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Sciences
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ZO family proteins regulate epithelial polarity independent of tight junction strand assembly2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsuhisa Otani, Shinsaku Tokuda, Mikio Furuse
    • 学会等名
      9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Sciences
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Angulin-1 regulates vertical elongation of tricellular tight junction by interacting with scaffolding proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Taichi Sugawara, Mikio Furuse
    • 学会等名
      第70回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ZO family proteins regulate epithelial polarity independent of Tight Junction strand assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuhisa Otani, Shinsaku Tokuda, Mikio Furuse
    • 学会等名
      第70回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 生理学研究所細胞構造研究部門

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/dcs/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [産業財産権] クローディン欠損上皮細胞株の製造方法、クローディン欠損上皮細胞株2019

    • 発明者名
      古瀬幹夫
    • 権利者名
      大学共同利用機関法人自然科学研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-226655
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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