メカノセンシングによる血管内皮および上皮細胞のアクチン骨格制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 25440076
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 細胞生物学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 大橋 一正 東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (10312539)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: メカノシグナル / RhoGEF / アクチン骨格 / 血管内皮細胞 / 上皮細胞 / Rho / GEF / メカノセンシング / Rhoファミリー / 乳腺上皮細胞 / 細胞外基質 / Dblファミリー

研究成果の概要

本研究において、血管内皮細胞に対する繰り返し伸展刺激による細胞の方向転換をモデルに、機械的刺激に対する応答（メカノストレス応答）に関与する低分子量G蛋白質Rhoファミリーの活性化因子Rho-GEFの網羅的探索を行い、11種類の分子を同定することに成功した。その中の一つであるSoloは、カドヘリン依存的な細胞間接着からの機械的刺激を仲介して繰り返し伸展刺激による応答に寄与すること、上皮細胞においては、基質との接着部位に負荷された張力によるストレスファイバー形成、RhoAの活性化に寄与することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Interplay between Solo and keratin filaments is crucial for force-induced stress fiber reinforcement. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, S., Ohashi, K., T. Mashiko, Kondo, H., Mizuno, K.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 27 号: 6 ページ: 954-966
  • DOI: 10.1091/mbc.e15-06-0417
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [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] Roles of cofilin in development and its mechanisms of regulation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohashi, K.
  • 雑誌名: Develop. Growth Differ. 巻: 57 号: 4 ページ: 275-290
  • DOI: 10.1111/dgd.12213
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [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: Abiko, H., Fujiwara, S., Ohashi, K., Hiatari, R., Mashiko, T., Sakamoto, N., Sato, M., and Mizuno, K.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 巻: in press
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [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] 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
• [学会発表] メカノストレス応答に寄与するRhoGEF, Soloの上皮細胞集団の秩序化における機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大橋一正、藤原佐知子、酒井高輝、安彦日和、近藤洋志、増子寿弥、水野健作
  • 学会等名: 2016年 生体運動合同班会議プログラム
  • 発表場所: キャンパスプラザ京都 5階第一講義室（京都府・京都市）
  • 年月日: 2016-01-08
• [学会発表] Rho-GEF Soloによる細胞骨格の制御と力覚応答における機能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤原佐知子、安彦日和、大橋一正、増子寿弥、近藤洋志、佐藤正明、水野健作
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会 第88回日本生化学大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] The role of Solo, a Rho-GEF involved in mechanotransduction, in the dynamical ordering of epithelial cell populations (2015)
  • 著者名/発表者名: 大橋一正
  • 学会等名: The Second International Meeting for Epithelial Tubulology
  • 発表場所: 北海道大学医学部 学友会館フラテホール（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2015-08-22
  • 国際学会
• [学会発表] RhoA/RhoC特異的GEFであるSoloの力覚応答における役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大橋一正、藤原佐知子、増子寿弥、安彦日和、佐藤正明、水野健作
  • 学会等名: 第67回日本細胞生物学会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都・江戸川区）
  • 年月日: 2015-06-30
• [学会発表] 一次繊毛形成制御キナーゼNDRはC末端GKLモチーフを介してペルオキシソームに局在化する (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿部彰子、永井友朗、藤木幸夫、水野健作
  • 学会等名: 第67回日本細胞生物学会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都・江戸川区）
  • 年月日: 2015-06-30
• [学会発表] Rho-GEF Soloによるアクチン繊維と中間径フィラメントの制御とメカノセンシングにおける機能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤原佐知子、安彦日和、大橋一正、増子寿弥、水野健作
  • 学会等名: 日本生化学会東北支部 第81回例会・シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学さくらホール（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2015-05-09
• [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] 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] 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
  • 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
  • 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.
  • 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] p63RhoGEF is required for chemotactic migration of breast carcinoma cells by forming a single polarized lamellipodium. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohashi, 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
• [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
  • 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
  • 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
  • 学会等名: 第３６回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
• [図書] Methods in Molecular Biology, Exocytosis and Endocytosis Second edition (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohashi, K., and Mizuno, K.
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: Springer Press
• [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/