| 研究領域 | 上皮管腔組織の形成・維持と破綻における極性シグナル制御の分子基盤の確立 |
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| 研究課題/領域番号 |
23112005
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
大橋 一正 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 准教授 (10312539)
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| キーワード | 機械的シグナル / 上皮細胞 / アクチン骨格 / Rho / GEF / 管腔形成 / コフィリン |
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| 研究概要 |
本年度は、乳腺上皮細胞の三次元培養下における細胞外マトリックスの硬さに依存的した上皮間葉転換様の形質転換に関与するRho-GEFの探索を行い、複数種類の因子を同定した。これらのRho-GEFの発現抑制は基質に対する接着において、基質の硬さに依存した細胞面積の増大を抑制することが明らかとなり、これらのRho-GEFがインテグリンを介した機械的刺激をうけて活性化し、Rhoファミリーの活性を制御することが強く示唆された。得られたGEFの中に、細胞内平面極性に関与するGEFが含まれており、これは器官形成や形態形成における細胞集団の秩序ある極性形成、移動、形態制御に機械的なシグナルを受けてRhoに活性化を行うことで寄与する分子であることが示唆された。また、アクチン繊維の切断・脱重合因子であるコフィリンのリン酸化による活性制御因子として、コフィリンの活性化因子として働く脱リン酸化酵素Slingshotの腎上皮由来MDCK細胞の三次元培養におけるCyst形成において、頂底極性形成に伴う内腔が複数生じる異常が認められた。Slingshotは、細胞の極性を持った移動に必要であることが明らかとなっており、細胞集団内の極性制御においてもアクチン骨格の再構築を介して寄与することが示唆された。本研究計画に挙げている上記のシグナル分子に相互作用する分子の探索について、プロテオーム解析を行うための準備を進めており、プローブ分子を恒常的に発現した細胞株の樹立を完了した。また、上記分子の3次元イメージングによる機能解析のため、細胞接着、細胞骨格、細胞極性を生細胞なで可視化するマーカー分子を発現したMDCK細胞株を樹立した。これらの細胞を用いて、管腔形成過程をイメージングする実験手法の確立を進めている。
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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
当初予定していた、乳腺上皮細胞の三次元培養下における細胞外マトリックスの硬さに依存的した上皮間葉転換様の形質転換に関与するRho-GEFの探索を終え、複数の因子の同定に成功した。震災の影響を受けたものの、これらの基本的な機能解析を進めると共に、イメージング解析、プロテオーム解析に必要な細胞株の準備を終えることができた。さらに先行してイメージング解析に用いるプローブの開発を行っており、計画はおおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
乳腺上皮細胞の三次元培養下における細胞外マトリックスの硬さに依存的した上皮間葉転換様の形質転換に関与するRho-GEFについて、定量的な詳細な解析を進めると共に、特徴的な表現型を示す分子を選定して、プロテオーム解析、イメージング解析を平行して行う。プロテオーム解析で得られた分子についてイメージング解析にフィードバックし、管腔形成に寄与するアクチン骨格の制御機構の分子基盤、そのメカニズムを明らかにする。また、機械的シグナルによる管腔形成、管腔の形態制御機構を解析するイメージングツールの開発と実験方法の確立を進めていく。管腔の人為的な形態制御は難しい課題であるが、領域内の研究者との連携で解決する。
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