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上皮細胞と肝細胞における細胞極性化・再極性化の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 21H02698
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49010:病態医化学関連
研究機関九州大学

研究代表者

住本 英樹  九州大学, 先端医療オープンイノベーションセンター, 特任教授 (30179303)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワード細胞極性 / 上皮細胞 / 肝細胞
研究開始時の研究の概要

私達の体や組織の表面は上皮細胞で覆われているが、上皮細胞は均一な細胞ではなく極性を持ち、その細胞膜は体の外側を向いた部分と体の内側の部分で性質を全く異にする。例えば腸での正常な消化吸収には腸上皮細胞が極性をもつことが必要である。また、肝臓の主な構成要素である肝細胞も類似の細胞極性を持っており、肝細胞の機能にも極性形成が必須である。本研究では、上皮細胞および肝細胞の極性形成の分子機構を明らかにする。

研究成果の概要

「上皮細胞の再極性化」においては、細胞極性喪失時に生成された「細胞内 apical 膜凝集体」に由来する顆粒がexocytosisされ apical 膜が再形成されることを示し、この過程にはCdc42が中心的な役割を担うことを明らかにした。さらにPar3は、「claudinのオリゴマー化」を阻害する新規膜タンパク質TMEM25を抑制することで、「TJ形成」および「上皮細胞の再極性化」を促進することを明らかにした。また、肝細胞の細胞極性形成には、TJタンパク質 Par3およびapical膜に形成される「Cdc42-Par6-aPKC 複合体」が必要であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

急性腎傷害等の組織傷害時には上皮細胞の極性が失われ、再生時には上皮細胞は再極性化することが知られている。また、がん細胞(がん細胞は上皮細胞由来)は転移する時に極性を失い、転移した場所でがん細胞は再び極性化すると考えられている。本研究は、上皮細胞の再極性化の分子機構の一端を明らかにしたものであり、その成果は、急性腎傷害等の病態の理解、がん細胞の転移機構の解明において、さらには新たな治療法を開発する上でも大きく貢献すると期待される。また本研究は、肝細胞の機能に必須である細胞極性形成の分子機構も明らかにしており、その成果は、肝臓における種々の病態の理解を深める上で有用だと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] TMEM25 is a Par3-binding protein that attenuates claudin assembly during tight junction development.2024

    • 著者名/発表者名
      Kamakura S, Hayase J, Kohda A, Iwakiri Y, Chishiki K, Izaki T, Sumimoto H.
    • 雑誌名

      EMBO Rep.

      巻: 25 号: 1 ページ: 144-167

    • DOI

      10.1038/s44319-023-00018-0

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Altered Fhod3 Expression Involved in Progressive High-Frequency Hearing Loss via Dysregulation of Actin Polymerization Stoichiometry in The Cuticular Plate.2024

    • 著者名/発表者名
      Boussaty EC, Ninoyu Y, Andrade L, Li Q, Takeya R, Sumimoto H, Ohyama T, Wahlin KJ, Manor U, Friedman RA.
    • 雑誌名

      PLoS Genet.

      巻: 20 号: 3 ページ: e1011211-e1011211

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1011211

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hypoxia stabilizes the H2 O2 -producing oxidase Nox4 in cardiomyocytes via suppressing autophagy-related lysosomal degradation.2024

    • 著者名/発表者名
      Matsunaga S, Kohda A, Kamakura S, Hayase J, Miyano K, Shiose A, Sumimoto H.
    • 雑誌名

      Genes Cells

      巻: 29 号: 1 ページ: 63-72

    • DOI

      10.1111/gtc.13085

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GPR125 (ADGRA3) is an autocleavable adhesion GPCR that traffics with Dlg1 to the basolateral membrane and regulates epithelial apicobasal polarity.2022

    • 著者名/発表者名
      Sakurai T, Kamakura S, Hayase J, Kohda A, Nakamura M, Sumimoto H.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 298 号: 10 ページ: 102475-102475

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.102475

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hepatocyte polarity establishment and apical lumen formation are organized by Par3, Cdc42, and aPKC in conjunction with Lgl2021

    • 著者名/発表者名
      Vlad Tocan, Junya Hayase, Sachiko Kamakura, Akira Kohda, Shouichi Ohga, Motoyuki Kohjima, Hideki Sumimoto
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 297 号: 6 ページ: 101354-101354

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.101354

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 細胞極性制御因子によるtight junction形成の制御機構2023

    • 著者名/発表者名
      鎌倉 幸子、住本 英樹
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 上皮細胞におけるNoxファミリーの局在制御の分子メカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      神田 朗、住本 英樹
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] NADPH オキシダーゼ (NOX) の構造と機能:食細胞の酵素から全身の調節分子へ2022

    • 著者名/発表者名
      住本 英樹
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 特別講演: 消化管での生体防御・炎症と活性酸素生成酵素 NOX/DUOX2021

    • 著者名/発表者名
      住本 英樹
    • 学会等名
      第58回日本消化管免疫学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] NADPH Oxidases Revisited: From Function to Structure2023

    • 著者名/発表者名
      Sumimoto Hideki、Kohda Akira、Hayase Junya、Kamakura Sachiko
    • 総ページ数
      608
    • 出版者
      Springer International Publishing
    • ISBN
      9783031237515
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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