PCP因子を介した多繊毛極性形成の解析

• 研究領域: シリア・中心体系による生体情報フローの制御
• 研究課題/領域番号: 15H01220
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 基礎生物学研究所
• 研究代表者: 藤森 俊彦 基礎生物学研究所, 初期発生研究部門, 教授 (80301274)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円); 2016年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2015年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
• キーワード: マウス / 卵管 / 平面内極性 / 平面内細胞極性 / PCP

研究実績の概要

卵管では、向きが揃った繊毛運動により卵巣から子宮への卵胞の輸送を可能にしている。細胞膜上でPCP因子が機能し、細胞極性を整え、その情報がアピカル面付近の細胞骨格系に反映され、更に多繊毛の基底部の構造を介して繊毛の向きを整えると考えられる。マウス卵管上皮において、これらを結ぶ機構を解明することを本課題の目的としている。
これまでに、野生型の生後の卵管の発達において、繊毛細胞がどのように出現し、細胞内で多繊毛がどのように配置されるかについて研究を行った。本年度はPCP変異体を用いた解析を行い、多繊毛細胞の形成される過程を比較した。更に、繊毛の基底部を傾向標識するトランスジェニックマウスを作成し、個々の細胞内での繊毛の向きを判定することを試みた。抗体染色によっては光学顕微鏡の分解能の限界付近で何とか繊毛の向きを判定することが可能となった。作成したトランスジェニックマウスにおいては、蛍光が非常に弱いこと、褪色が激しいことなどから、十分な空間解像度を持って観察することが困難であることが判明した。複数のPCP因子の欠損変異マウスを比較すると、PCP因子によって細胞形態と繊毛の配置に関して異なった表現型が見られることが判明した。
多繊毛細胞における細胞骨格の配置に関してのPCP因子の寄与を調べる為に、野生型、PCP変異マウスの多繊毛細胞における微小繊維、微小管、中間系フィラメントを固定サンプルによって空間配置の比較を行った。今後光学顕微鏡での観察に加えて、電子顕微鏡でのそれぞれの細胞骨格の配置を詳細に比較検討する予定である。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Univ. of Louvain(ベルギー)
• [国際共同研究] Harvard Univ.(米国)
• [雑誌論文] Distinct intracellular Ca2+ dynamics regulate apical constriction and differentially contribute to neural tube closure. (2017)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M., Sato, M., Koyama, H., Hara, Y., Hayashi, K., Yasue, N., Imamura, H., Fujimori, T., Nagai, T., Campbell, RE., Ueno, N.
  • 雑誌名: Development. 巻: 144 号: 7 ページ: 1307-1316
  • DOI: 10.1242/dev.141952
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Wnt5 Activity Asymmetry and Intercellular Signaling via PCP Proteins Polarize Node Cells for Left-Right Symmetry Breaking. (2017)
  • 著者名/発表者名: Minegishi, K., Hashimoto, M., Ajima, R., Takaoka, K., Shinohara, K., Ikawa, Y., Nishimura, H., McMahon, AP., Willert, K., Okada, Y., Sasaki, H., Shi, D., Fujimori, T., Ohtsuka, T., Igarashi, Y., Yamaguchi, TP., Shimono, A., Shiratori, H., Hamada, H.
  • 雑誌名: Dev Cell. 巻: 40 号: 5 ページ: 439-452
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2017.02.010
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dynamics of planar cell polarity protein Vangl2 in the mouse oviduct epithelium. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shi, D., Usami, F., Komatsu, K., Oka, S., Abe, T., Uemura, T., and Fujimori, T.
  • 雑誌名: Mech Dev. 巻: 141 ページ: 78-89
  • DOI: 10.1016/j.mod.2016.05.002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 卵の取り込みと受精卵の輸送 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石東博、小松紘司、藤森俊彦
  • 雑誌名: 臨床婦人科産科 巻: 9 ページ: 810-816
• [学会発表] 卵管における細胞極性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤森 俊彦
  • 学会等名: 熊本大学・発生医学研究所 第325回発生研セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] Cell polarity formation during the mouse oviduct development. (2017)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Fujimori
  • 学会等名: Joint Meeting of the German and Japanese Societies of Developmental Biologists
  • 発表場所: University of Kiel (Kiel, Germany)
  • 年月日: 2017-03-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mouse oviduct multicilia formation regulated by PCP factors (2016)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Fujimori
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] The Cadherin Superfamily: Key Regulators of Animal Development and Physiology (2016)
  • 著者名/発表者名: Dongbo Shi, Masaki Arata, Tadao Usui, Toshihiko Fujimori, Tadashi Uemura
  • 総ページ数: 428
  • 出版者: Springer
• [備考] 基礎生物学研究所・初期発生研究部門
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/embryo/
• [備考] 基礎生物学研究所・初期発生研究部門
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/embryo/index.html