| 研究課題/領域番号 |
19H00993
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
松田 道行 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (10199812)
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| 研究分担者 |
高橋 康史 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 特任教授 (90624841)
廣田 圭昭 京都大学, 医学研究科, 助教 (20852263)
平島 剛志 京都大学, 医学研究科, 講師 (10620198)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
45,110千円 (直接経費: 34,700千円、間接経費: 10,410千円)
2023年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2022年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2021年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2020年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2019年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
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| キーワード | 細胞集団運動 / 上皮細胞増殖因子 / ERK / マップキナーゼ / 生体イメージング / FRETバイオセンサー / ERKマップキナーゼ / 上皮細胞増殖因子受容体 / ERK MAPキナーゼ / 細胞生物学 / 顕微鏡 / バイオセンサー / 細胞運動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者らはFRETバイオセンサーを使った研究により、上皮細胞増殖因子受容体（EGFR）を介したERKマップキナーゼの活性化が周辺の細胞に連鎖反応的に誘導されるERK活性波伝播現象を発見した。細胞集団運動時にはこのERK活性波が先導細胞から追随細胞へと伝播し、細胞運動の方向性を決定している。本研究では①細胞集団運動時のERK活性波と力学波の伝播様式の関係性の解明と数理モデル構築、②細胞膜形態変化の伝播様式のイオンコンダクタンス走査顕微鏡による解析、③細胞集団運動を司るEGFRリガンドの同定、④EGFRリガンドの拡散様式の解明、⑤生体内におけるERK活性波伝播現象の再現を行う。
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| 研究実績の概要 |
細胞集団運動は細胞間接着を保ったまま細胞が移動する現象で、その理解は組織発生、創傷治癒、癌細胞浸潤などを理解するうえで極めて重要である。申請者らは細胞集団運動時に上皮細胞増殖因子受容体（EGFR）を介したERKマップキナーゼの活性化が先導する細胞から後方の細胞へと連鎖反応的に誘導される現象を発見している。研究開始時に、解明したい課題を5つ挙げ、目標１、３、５の研究テーマはすでに論文として発表した。目標２については、実験系の構築が期待した通りには進まなかったため中止した。残る目標4について成果をまとめ、論文として投稿した。目標４では、EGFRリガンドのどれが上述のERKマップキナーゼの伝搬に寄与するかを検討し、もっとも親和性が低いAREGおよびEREGが上皮細胞においてはより早くより遠くまでシグナルを伝搬しうることを明らかにした。EREGが高親和性EGFRリガンドであるHB-EGFやTGFaよりもより効率的にERKを活性化しうるメカニズムを明らかにするために、密着結合に寄与するクローディンのノックアウト細胞株を使って検討を行った。その結果、密着結合より下の極めて狭い領域にEGFRリガンドが分泌されることが、低親和性EGFRリガンドの方が高親和性EGFRリガンドよりも効率よく情報を伝搬させることができるメカニズムであることを明らかにした。さらに、EREGのノックアウトマウスを作成し、ここにERKバイオセンサーを発現させ、これを多光子顕微鏡で観察することで、EREG欠損によりERK活性波の伝搬ならびに上皮の集団運動が阻害されることが明らかとなり、低親和性EGFRリガンドを介したERK活性伝搬が創傷治癒過程において重要な役割を果たすことが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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