ゴルジ装置の形状と位置を決める機構の解明

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01570017
• 研究機関: 北里大学
• 研究代表者: 山科 正平 北里大学, 医学部, 教授 (90013987)
• 研究分担者: 門谷 裕一 北里大学, 医学部, 助手 (10185887) ; 玉木 英明 北里大学, 医学部, 助手 (30155246) ; 瀬川 彰久 北里大学, 医学部, 講師 (50154638)
• キーワード: ゴルジ装置 / 耳下腺 / コンピュ-タグラフィックス / 極性 / 微小管 / ブレフェルジンA / 発生 / 分裂

研究概要

1.ゴルジ装置と微小管の関係:ラット耳下腺腺房細胞におけるゴルジ装置の発生過程における微小管蛋白の分布動態を蛍光抗体法で検討し、細胞内でゴルジ装置が発達してきて核上部に定置する時期に一致してその領域に微小管が規則正しい配列をとるようになることが判明した。そのためゴルジ装置の位置決め或いは形状の安定化と微小管が重要な関係を持つことが推定された。trans層板を認識する抗ゴルジモノクロ-ナル抗体の作製に成功したので、今後は更に詳細な研究が可能となった。
2.コンピュ-タ-グラフィックスによる三次元構造の復構:細胞のいろいろな機能状態下におけるゴルジ装置の3次元構造、連続切片からの電顕写真に基づき復構し、その形状や位置の解析を行ないった。細胞分裂の中期にはcis成分を主体とする小空胞の集塊となって細胞質内に分散し、終期から間期に娘細胞内で分散していたものが次第に集合してきて核上部に位置する一続きのゴルジ装置が再構成されてくる様子を3次元的に確認できた。粗面小胞体からゴルジ装置への物質輸送を障害するbrefeldin Aの作用で、ゴルジ装置は組織化学的にcis領域の性質をもった小空胞の集団に変化するが、これは立体的には一つながりになっている。薬物除去により分泌蛋白の流入が再開するとtransの性状を持つ層板構造が急速に再形成されてくる。この復興の様子は発生過程、分裂終期にみられる再構成過程と概略相同なものと判断された。以上の研究を総括してゴルジ装置の構造上の主成分はcis領域にあり、微小管の作用によりそれが一つながりのものに安定化されており、細胞の機能層に応じてcis領域にmedialやtrans領域が添加されてゴルジ装置が成立しているものと推定した。
3.生きた腺房細胞の動態を直視するために共焦点レ-ザ-顕微鏡の使用が有効であることが示された。

研究成果

• [文献書誌] Shohei Yamashina, Osamu Katsumata, Hideaki Tamaki, Akira Takatsuki: "Morphological effects of Brefeldin A on the intracellular transport of secretory materials in parotid acinar cells." Cell Structure and Function. 15. 31-37 (1990)
• [文献書誌] Shohei Yamashina, Osamu Katsumata, Reiko Sekine: "Evaluation of microwave irradiation in immunoーhistochemical reactions." Acta Histochemica et Cytochemica. 23. 553-562 (1990)
• [文献書誌] 勝又 修、田中館 明博、山科 正平: "マイクロウェ-ブ固定の実際" 細胞. 22. 519-523 (1990)
• [文献書誌] Akihisa Segawa, Susumu Terakawa, Shohei Yamashina, C.R. Hopkins: "Exocytosis in living Salivary glands: direct visualization by video enhanced microscopy and confocal laser microscopy" Europ. J. Cell Biol.(1991)
• [文献書誌] Yuichi Kadoya, Shohei Yamashina: "Reconstruction of the basement membrane in a cultured submandibular gland" Anatomy and Embryology. (1991)
• [文献書誌] Hideaki Tamaki, Shohei Yamashina: "Changes in cellular polarity during mitosis in rat parotid acinar cells" J. Histochem. Cytochem.