細胞外マトリックス三次元構造による遺伝子発現制御の解析:肝臓星細胞をモデルとして

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 16590133
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 解剖学一般(含組織学・発生学)
• 研究機関: 函館工業高等専門学校 (2005); 秋田大学 (2004)
• 研究代表者: 入江 俊明 函館工業高等専門学校, 教授 (90231167)
• 研究分担者: 妹尾 春樹 秋田大学, 医学部, 教授 (90171355) ; 吉川 究 秋田大学, 医学部, 助手 (90400481)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• キーワード: 細胞 / 細胞外マトリックス / 発現制御 / コラーゲン / シグナル伝達

研究概要

細胞と細胞外マトリックス(ECM)の相互関係は、細胞の形態・増殖・運動性・細胞分化・遺伝子発現などに必須である。ECM成分の中では、I型コラーゲンがこれらの細胞機能やECMの分解に関係する酵素(MMP-2[ゼラチナーゼA]、MMP-13[コラーゲナーゼ-3])の遺伝子発現に関与することが知られている。本研究においては、培養肝臓星細胞を材料とし、I型コラーゲンを含むECMの役割について調べた。肝臓星細胞は、I型コラーゲン上では筋繊維芽細胞様の形態を示したが、マトリゲル上では丸みをおびた形態であった。これらの結果は、肝臓星細胞は細胞外のI型コラーゲン線維の構造を認識し、その形態と機能を制御していることを示唆する。次いで、I型コラーゲン上で培養した肝臓星細胞に及ぼすタンパク質キナーゼ・PI-3キナーゼ・微小管関連タンパク質(MAP2)・細胞骨格再構築などの細胞内情報伝達の影響を調べた。その結果、SP1・BCRP・ジストニン・KIF1・KAP3BなどのmRNAが細胞外のI型コラーゲンによって制御されていることが示された。これらの結果は、細胞外のコラーゲンと細胞表面との結合が引き金になって細胞骨格関連タンパク質の遺伝子発現が変化し、それによって細胞骨格の再構築が行われることを示唆する。また、I型コラーゲン上で培養した細胞ではMMP-2が活性化されるのに対して、ゼラチンやIV型コラーゲン上では活性化されないことは、未変性のI型コラーゲンの分子形態の重要性を示している。RT-PCRの結果、I型コラーゲン上ではMMP-2・MT1-MMP・TIMP-2のmRNAレベルが上昇していた。これらにより、未変性の線維状のI型コラーゲンがMT1-MMPとTIMP-2の活性化を介して肝臓星細胞のMMP-2の産生を誘導することが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Vitamin A storage in hepatic stellate cells in the regenerating rat liver-with special reference to zonal heterogeneity- (2005)
  • 著者名/発表者名: Higashi, N., Sato, M., Kojima, N., Irie, T., Kawamura, K., Mabuchi, A., Senoo, H.
  • 雑誌名: Anatomical Record Part A 286(2) ページ: 899-907
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Degradation of extracellular matrix by extrahepatic stellate cells in the intestine of the lamprey, Lampetra japonica. (2005)
  • 著者名/発表者名: Higashi N, Wake K, Sato M, Kojima N, Imai K, Senoo H.
  • 雑誌名: Anatomical Record Part A 285(1) ページ: 668-675
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Uptake of denatured collagen into hepatic stellate cells : evidence for the involvement of urokinase plasminogen activator receptor-associated protein/Endo 180. (2005)
  • 著者名/発表者名: Mousavi, S.A., Sato, M., Sporstol, M., Smedsrod, B., Berg, T., Kojima, N., Senoo, H.
  • 雑誌名: Biochemical Journal 387(1) ページ: 39-46
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Vitamin A storage in hepatic stellate cells in the regenerating rat liver : with special reference to zonal heterogeneity. (2005)
  • 著者名/発表者名: Higashi, N., Sato, M., Kojima, N., Irie, T., Kawamura, K., Mabuchi, A., Senoo, H.
  • 雑誌名: Anat.Rec.Part A 286(2) ページ: 899-907
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Degradation of extracellular matrix by extrahepatic stellate cells in the intestine of the lamprey, Lampetra japonica. (2005)
  • 著者名/発表者名: Higashi, N., Wake, K., Sato, M., Kojima, N., Imai, K., Senoo, H.
  • 雑誌名: Anat.Rec.Part A 285(1) ページ: 668-675
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Uptake of denatured collagen into hepatic stellate cells : evidence for the involvement of urokinase plasminogen activator receptor-associated protein/Endo 180. (2005)
  • 著者名/発表者名: Mousavi, S.A., Sato, M., Sporstol, M., Smedsrod, B., Berg, T., Kojima, N., Senoo, H.
  • 雑誌名: Biochem.J. 387(1) ページ: 39-46
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Retinal is the essential form of retinoid for storage and transport in the adult of the ascidian Halocynthia roretzi. (2004)
  • 著者名/発表者名: Irie, T., Kajiwara, S., Kojima, N., Senoo, H., Seki, T.
  • 雑誌名: Comparative Biochemistry and Physiolgy 139(4) ページ: 597-606
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cell-cell junctions between mammalian (human and rat) hepatic stellate cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Higashi, N., Kojima, N., Miura, M., Imai, K., Sato, M., Senoo, H.
  • 雑誌名: Cell and Tissue Research 317(1) ページ: 35-43
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Role of hepatic stellate cell/hepatocyte interaction and activation of hepatic stellate cells in the early phase of liver regeneration in the rat. (2004)
  • 著者名/発表者名: Mabuchi, A., Mullaney, I., Sheard, P.W., Hessian, P.A., Mallard, B.L., Tawadrous, M.N., Zimmermann, A., Senoo, H., Wheatley, A.M
  • 雑誌名: Journal of Hepatology 40(6) ページ: 910-916
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Retinal is the essential form of retinoid for storage and transport in the adult of the ascidian Halocynthia roretzi. (2004)
  • 著者名/発表者名: Irie, T., Kajiwara, S., Kojima, N., Senoo, H., Seki, T.
  • 雑誌名: Comp.Biochem.Physiol. 139(4) ページ: 597-606
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cell-cell junctions between mammalian (human and rat) hepatic stellate cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Higashi, N., Kojima, N., Miura, M., Imai, K., Sato, M., Senoo, H.
  • 雑誌名: Cell Tissue Res. 317(1) ページ: 35-43
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Role of hepatic stellate cell/hepatocyte interaction and activation of hepatic stellate cells in the early phase of liver regeneration in the rat (2004)
  • 著者名/発表者名: Mabuchi, A., Mullaney, I., Sheard, P.W., Hessian, P.A., Mallard, B.L., Tawadrous, M.N., Zimmermann, A., Senoo, H., Wheatley, A.M
  • 雑誌名: J.Hepatol. 40(6) ページ: 910-916
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より