力学的刺激によるＲｈｏファミリーの活性化とアクチン骨格制御機構

• 研究課題/領域番号: 24370051
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 水野 健作 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (70128396)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2014年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2013年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2012年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
• キーワード: 細胞・組織 / 細胞骨格 / Rho / メカニカルストレス / アクチン / 細胞極性 / メカノセンサー

研究成果の概要

Rhoファミリーは力学的刺激によるアクチン骨格再編成を制御するが、力学的刺激によるRhoファミリーの活性化機構は不明である。本研究では、shRNAライブラリーを用いて、力覚応答に関与するRhoファミリー活性化因子(Rho-GEF)を探索し、血管内皮細胞の繰返し伸展刺激による細胞再配向に関わる11種のRho-GEFを同定した。この中で、Soloはカドヘリン依存的な細胞間接着からの力学刺激によるRhoAの活性化と細胞配向に主に寄与することが明らかになった。また、細胞外基質の硬さ依存的な形質転換に関わるRho-GEFとして同定したFarp1が細胞接着、増殖、形態形成の促進に関与することを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Rho-guanine nucleotide exchange factors involved in cyclic stretch-induced reorientation of vascular endothelial cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiyori Abiko*, Sachiko Fujiwara*, Kazumasa Ohashi, Ryuichi Hiatari, Toshiya Mashiko, Naoya Sakamoto, Masaaki Sato, Kensaku Mizuno (* co-first authors)
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 印刷中 ページ: 1683-1695
  • DOI: 10.1242/jcs.157503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insulin receptor substrate-4 binds to slingshot-1 phosphatase and promotes cofilin dephosphorylation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Homma Y, Kanno S, Sasaki K, Nishita M, Yasui A, Asano T, Ohashi K, Mizuno K.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 289 号: 38 ページ: 26302-26313
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.565945
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Activation of cytosolic Slingshot-1 phosphatase by gelsolin-generated soluble actin filaments (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Takahashi, Shin-ichiro Kannno, Kensaku Mizuno
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 454 号: 3 ページ: 471-477
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.10.108
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Damnacanthal, an effective inhibitor of LIM-kinase, inhibits cell migration and invasion. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohashi, K.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 25 号: 6 ページ: 828-840
  • DOI: 10.1091/mbc.e13-09-0540
  • 査読あり
• [雑誌論文] p63RhoGEF-mediated formation of a single polarized lamellipodium is required for chemotactic migration in breast carcinoma cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, A., Hiatari, R., Tsuji, T., Ohashi, K., Mizuno, K.
  • 雑誌名: FEBS Lett 巻: 587 号: 6 ページ: 698-705
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2013.01.043
  • 査読あり
• [雑誌論文] NDR2-mediated Rabin8 phosphorylation is crucial for ciliogenesis by switching binding specificity from phosphatidylserine to Secl5. (2013)
  • 著者名/発表者名: Chiba, S., Amagai, Y., Homma, Y., Fukuda, M., and Mizuno, K.
  • 雑誌名: EMBO J. 巻: 32 号: 6 ページ: 874-885
  • DOI: 10.1038/emboj.2013.32
  • 査読あり
• [雑誌論文] F and G-actin homeostasis regulates mechanosensitive actin nucleation by formins (2013)
  • 著者名/発表者名: Higashida C, Kiuchi T, Akiba Y, Mizuno H, Maruoka M, Narumiya S, Mizuno K, Watanabe N
  • 雑誌名: Nature Cell Biol 巻: 15(4) 号: 4 ページ: 395-405
  • DOI: 10.1038/ncb2693
  • 査読あり
• [雑誌論文] Signaling mechanisms and functional roles of cofilinphosphorylation and dephosphorylation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizuno. K.
  • 雑誌名: Cell. Signal. 巻: 25 号: 2 ページ: 457-469
  • DOI: 10.1016/j.cellsig.2012.11.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] beta-arrestin-dependent regulation of the cofilin pathway is required for the scavenging activity of the atypical chemokine receptor D6. (2013)
  • 著者名/発表者名: Borroni, E. M., Cancellieri, C., Vacchini, A., Benureau, Y., Lagane, B., Bachelerie, F., Arenzana-Seisdedos, F., Mizuno, K., Mantovani, A., Bonecchi, R., and Locati, M.
  • 雑誌名: Sci. Signal. 巻: (in press)(掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] CaMKIIβ-mediated LIM-kinase activation plays a crucial role in BDNF-induced neuritogenesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Saito, A., Miyajima, K., Akatsuka, J., Kondo, H., Mashiko, T., Kiuchi, T., Ohashi, K.,Mizuno, K.
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: (in press) 号: 7 ページ: 533-543
  • DOI: 10.1111/gtc.12054
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coactosin accelerates cell dynamism by promoting actin polymerization. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hou, X., Katahira, T., Ohashi, K., Mizuno, K., Sugiyama, S, and Nakamura, H.
  • 雑誌名: Dev. Biol. 巻: (in press)(掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of cofilin-actin and Ras-Raf interactions by bimolecular fluorescence complementation assays using a new pair of split Venus fragments (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Ohashi
  • 雑誌名: Biotechniques 巻: 52 号: 1 ページ: 45-50
  • DOI: 10.2144/000113777
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cytochalasin D acts as an inhibitor of the actin-cofilin interaction. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuyasu Shoji
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 424 号: 1 ページ: 52-57
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.06.063
  • 査読あり
• [雑誌論文] Furry Protein Promotes Aurora A-mediated Polo-like Kinase 1 Activation (2012)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, M., Chiba, S., Ohashi, K., Mizuno, K.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 287 号: 33 ページ: 27670-27681
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.378968
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel PKCa-mediated phosphorylation site(s) on cofilin and their potential role in terminating histamine release. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakuma, M., Shirai, Y., Yoshino, K., Kuramasu, M., Nakamura, T., Yanagita, T., Mizuno. K.. Hide, I., Nakata, Y., and Saito, N.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 23 号: 18 ページ: 3707-3721
  • DOI: 10.1091/mbc.e12-01-0053
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cancer susceptibility and embryonic lethality in Mobla/lb double-mutant mice. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishio M.
  • 雑誌名: J Clin Invest. 巻: 122 号: 12 ページ: 4505-4518
  • DOI: 10.1172/jci63735
  • 査読あり
• [学会発表] Identification and functional analysis of Rho-GEFs involved in cyclic stretch-induced cell orientation of vascular endothelial cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshiya Mashiko, Sachiko Fujiwara, Hiroshi Kondo, Hiyori Abiko, Masaaki Sato, Kazumasa Ohashi, Kensaku Mizuno
  • 学会等名: 第３７回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] Cofilin-phosphatase Slingshot-1 is bound to and activated by gelsolin-generated soluble actin filaments (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, S. Kanno, K. Mizuno
  • 学会等名: The 11th International Conference on Protein Phosphatase
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-11-12 – 2014-11-14
• [学会発表] ゲルゾリンはアクチンオリゴマーによるスリングショットの活性化を介してコフィリンの脱リン酸化を亢進する (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋克宣、菅野新一郎、大橋一正、水野健作
  • 学会等名: 第８７回日本生化学大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] アクチンの重合・脱重合によって引き起こされる軸索内タンパク質輸送 (2014)
  • 著者名/発表者名: 勝野 弘子, 鳥山 道則, 作村 諭一, 池田 和司, 水野 健作, 稲垣直之
  • 学会等名: 第６６回日本細胞生物学会
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [学会発表] Farp1はインテグリンを介した細胞接着に関与する (2014)
  • 著者名/発表者名: 梶 紀子, 萱場 敦子, 高橋 将太, 大橋 一正, 水野 健作
  • 学会等名: 第６６回日本細胞生物学会
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [学会発表] Identification and characterization of Solo as a Rho-GEF involved in mechanosensing (2014)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Fujiwara, Toshiya Mashiko, Hiroshi Kondo, Hiyori Abiko, Masaaki Sato, Kazumasa Ohashi, Kensaku Mizuno
  • 学会等名: International Symposium on Mechanobiology
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2014-05-20 – 2014-05-23
• [学会発表] メカノセンシングに関与するRho-GEFとして同定したSOLO の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤原佐知子、近藤洋志、増子寿弥、安彦日和、大橋一正、水野健作
  • 学会等名: 日本生化学会東北支部第79回例会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 乳がん組織の極性移動にはp63RhoGEFによるラメリポディア形成の極性化が必要である (2013)
  • 著者名/発表者名: 大橋一正、林文、日當竜一、辻拓史、水野健作
  • 学会等名: 第65回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Farp1 is involved in ECM stiffness-induced transformation of mammary epithelial cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kaji, N., Takahashi, S., Kayaba, A., Ohashi, K., and Mizuno, K.
  • 学会等名: 第65回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞の力覚応答に関与するRho-GEFの同定と機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水野健作、安彦日和、藤原佐知子、梶紀子、大橋一正
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞の力覚応答に関わるRho-GEF として同定したSolo の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤原 佐知子、増子 寿弥、近藤 洋志、安彦 日和、佐藤 正明、大橋 一正、水野 健作
  • 学会等名: 第３６回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 細胞外基質の硬さ依存的な乳腺上皮細胞の形質転換におけるFarp1の機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋 将太、大橋 一正、北谷 佳那恵、直塚 萌、佐藤 圭一、阿部 彰子、萱場 敦子、梶 紀子、水野 健作
  • 学会等名: 第３６回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Identification of Rho-GEFs involved in mechano-biological responses of vascular endothelial cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohashi K., Abiko H., Kondo H., Fujiwara S., Mashiko K., Sakamoto N., Sato M., and Mizuno K.
  • 学会等名: International Symposium on Biomedical Engineering Interface
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] アクチン過渡的複合体形成のダイナミクスと細胞運動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 水野健作
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会、ワークショップ「過渡的複合体が関わる生命現象の統合的理
  • 発表場所: 名古屋(招待講演)
  • 年月日: 2012-06-20
• [学会発表] Identification of Rho-GEFs involved in mechanosensing of vascularendothelial cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kondo, Kazumasa Ohashi, Hiyori Abiko, Ryuichi Hiatari, Naoya Sakamoto, Masaaki Sato.Kensaku Mizuno
  • 学会等名: 第45回日本発生生物学会・第64回日本細胞生物学会合同大会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Identification of Rho-GEFs Involved in Cyclic Stretch-induced Mechanosensing of Vascular Endothelial Cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kondo, Kazumasa Ohashi, Hiyori Abiko, Ryuichi Hiatari, Naoya Sakamoto, Masaaki Sato, Kensaku Mizuno
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Db1ファミリーRho-GEFであるCDEPは乳腺上皮細胞の細胞外マトリックスの硬さ依存的な形質転換に関与する (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋将太、大橋一正、北谷佳那恵、直塚萌、佐藤圭一、阿部彰子、萱場敦子、梶紀子、水野健生
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡
• [図書] Methods in Molecular Biology, Exocytosis and Endocytosis II (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohashi, K., and Mizuno, K.
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: Springer New York
• [備考] 東北大学 大学院生命科学研究科 情報伝達分子解析分野 水野研究室
  • URL: http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/mizuno_lab/
• [備考] 東北大学 大学院生命科学研究科 情報伝達分子解析分野 水野研究室
  • URL: http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/mizuno_lab/