| 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 |
交付 (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 | 上皮細胞増殖因子 / FRETバイオセンサー / ERKマップキナーゼ / 細胞集団運動 / 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について引き続き研究を行い、全7種類のEGFRリガンドプローブおよびコントロールプローブ2種類を使って、薬剤誘導性にこれらの分子がどこまで遠く影響を及ぼしうるのかを明らかにすることができた。驚くべきことに、もっとも親和性が低い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が明らかとなった。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、細胞内への取り込みを共焦点顕微鏡で解析した。本研究を進めるために、EGFRリガンドの専門家であるPittsburgh大学のSorkin研究室へ大学院生を派遣し研究を進めた。さらに、この現象が生体でも起きているかを確認するために、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が創傷治癒過程においてERK活性伝搬に重要な役割を果たすことを明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
目標２は、SICMを使った研究を進める予定であったが、想定ほどの解像度が得られず、研究を断念することとなった。
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| 今後の研究の推進方策 |
目標２以外は順調に進み、最終年度には目標４の研究を論文発表して、研究を完遂する予定である。
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