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多細胞生物の組織・器官形成において必須の細胞間接着装置であるタイトジャンクション(TJ)が形成・維持されるためには、TJを構成する膜蛋白質がTJまで細胞内小胞輸送されて定着する必要がある。細胞内小胞輸送の制御系であるRabファミリー低分子量G蛋白質(Rab)には60以上のメンバーが同定されており、個々のメンバーが特定の細胞内部位に局在して特定の小胞輸送経路を制御している。そこで、本年度の本研究では、TJの形成・維持という観点から、TJに局在するRab3BとRab13の作用機構を明らかにする目的で、それらが制御する輸送小胞およびその積み荷蛋白質を明らかにすることを試み、以下の結果を得た。1)アピカル側(p75NTR)、バソラテラル側(LDLR)およびTJ膜蛋白質(Claudin1)の小胞体〜ゴルジ体〜細胞膜間小胞輸送を定量的に解析する実験系を確立した。2)この実験系を用いて、Rab3Bは、LDLRのゴルジ体〜細胞膜間輸送を、Rab13は、Claudin1のゴルジ体〜細胞膜間輸送をそれぞれ特異的に制御することを明らかにした。3)エンドサイトーシスを定量的に解析する実験系を確立し、TJ膜蛋白質(Occludin)がエンドサイトーシスされることを明らかにした。4)リサイクリングを定量的に解析する実験系を確立し、Occludinがリサイクリングされることを明らかにした。これらの結果から、Rab3BとRab13はそれぞれ異なる小胞輸送経路を制御し、また、TJ膜蛋白質はアピカル側およびバソラテラル側膜蛋白質とは異なる経路で細胞膜へ輸送されていることが示唆された。このように、本年度の研究は予想以上に進展し、当初の目的はほぼ達成できた。
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