構造解析を基盤としたタイトジャンクションクローディンファミリーの分子生理学的解析

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05121
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 田村 淳 大阪大学, 生命機能研究科, 特任准教授 (00362525)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: クローディン / タイトジャンクション / 細胞間接着装置 / 上皮細胞 / 構造解析 / 分子動力学 / 微小環境 / ノックアウトマウス

研究実績の概要

上皮細胞は、多細胞生物の体内外表面を覆い、皮膚・肝臓・腎臓などの主要な臓器の機能と構造を担う生体内最多の細胞群である。上皮細胞間には、クローディン(Cldn)ファミリー蛋白質により構築されるタイトジャンクション(TJ:密着結合)が存在し、細胞間透過性(バリア機能)が制御・変調されることで、直接的にはTJ近傍の組織微小環境、間接的に組織微小管環境変化を惹起し、その影響を受けた生体機能が生理的・病理的な変化につながる。
申請者は、複数のCldnノックアウト(KO)マウスを解析することで、TJ機能がバリアとして機能するばかりでなく、栄養吸収や肝胆汁循環などの、生体の正常機能に欠かせないことを示してきた。本申請では、ゲノム編集技術を用いてCldnを発現しない上皮細胞の樹立を進めた。Cldn欠失細胞の解析実験に使用するCldn欠失細胞の樹立の過程で、想定以上に樹立効率が悪く、Cldn欠失細胞の解析実験に必要な細胞の樹立に時間を要したが、１系統の細胞で樹立でき、解析を進めた。現在、論文化を目指している。同時に、解析を強化する複数の実験系へと展開を進めている。
また、Cldnの結晶構造解析結果が得られたことから、特に、マウスCldn15では正確なPDB構造データが得られている。申請者は、構造解析を基盤に、分子動力学的な解析を試みてきた。複数の数理生物学を行う研究室より、すでに、動力学的な解析が報告されているが、申請者は実験生物学的な解析を行いつつ、所属研究室の独自性をもつ、解析を進めている。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30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] ハーバード大学/病理学教室(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: ハーバード大学/病理学教室
• [雑誌論文] Reciprocal Association between the Apical Junctional Complex and AMPK: A Promising Therapeutic Target for Epithelial/Endothelial Barrier Function? (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsukita K, Yano T, Tamura A, Tsukita S.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 20 ページ: E6012-
  • DOI: 10.3390/ijms20236012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vinculin is critical for the robustness of the epithelial cell sheet paracellular barrier for ions. (2019)
  • 著者名/発表者名: Konishi S, Yano T, Tanaka H, Mizuno T, Kanoh H, Tsukita K, Namba T, Tamura A, Yonemura S, Gotoh S, Matsumoto H, Hirai T, Tsukita S.
  • 雑誌名: Life Sci Alliance. 巻: 2 ページ: e201900414-
  • DOI: 10.26508/lsa.201900414
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deficiency of Stomach-Type Claudin-18 in Mice Induces Gastric Tumor Formation Independent of H pylori Infection. (2019)
  • 著者名/発表者名: Suzuki K, Sentani K, Tanaka H, Yano T, Suzuki K, Oshima M, Yasui W, Tamura A, Tsukita S.
  • 雑誌名: Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 巻: 8 ページ: 119-142
  • DOI: 10.1016/j.jcmgh.2019.03.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Morphologic determinant of tight junctions revealed by claudin-3 structures. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Irie K, Tanaka H, Nishikawa K, Suzuki H, Saitoh Y, Tamura A, Tsukita S, Fujiyoshi Y.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 10 ページ: 816-
  • DOI: 10.1038/s41467-019-08760-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interleukin 22 Expands Transit-Amplifying Cells While Depleting Lgr5(+) Stem Cells via Inhibition of Wnt and Notch Signaling. (2019)
  • 著者名/発表者名: Zha JM, Li HS, Lin Q, Kuo WT, Jiang ZH, Tsai PY, Ding N, Wu J, Xu SF, Wang YT, Pan J, Zhou XM, Chen K, Tao M, Odenwald MA, Tamura A, Tsukita S, Turner JR, He WQ.
  • 雑誌名: Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 巻: 7 ページ: 255-274
  • DOI: 10.1016/j.jcmgh.2018.09.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Claudins: From Tight Junctions to Biological Systems. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsukita S, Tanaka H, Tamura A.
  • 雑誌名: Trends Biochem Sci. 巻: 44 ページ: 141-152
  • DOI: 10.1016/j.tibs.2018.09.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Claudin-3 regulates bile canalicular paracellular barrier and cholesterol gallstone core formation in mice. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanaka H, Imasato M, Yamazaki Y, Matsumoto K, Kunimoto K, Delpierre J, Meyer K, Zerial M, Kitamura N, Watanabe M, Tamura A, Tsukita S.
  • 雑誌名: J Hepatol. 巻: 69 ページ: 1308-1316
  • DOI: 10.1016/j.jhep.2018.08.025
  • 査読あり
• [学会発表] タイトジャンクション - クローディンによる細胞間バリア制御と、その異 常と病態ークローディン欠損マウス解析の視点からー (2019)
  • 著者名/発表者名: 田村 淳、田中 啓雄、 矢野 智樹、鈴木 浩也、 月田 早智子
  • 学会等名: 第71回日本細胞生物学会大会/ 第19回日本蛋白質科学会年会 合同大会
• [学会発表] Role of planar cell polarity-dependent distribution of apical microtubules in the coordinated ciliary beating of tracheal multiciliated cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Shogo Nakayama, Elisa Herawati, Maki Takagishi, Takayuki Torisawa, Toshinori Namba, Tomoki Yano, Atsushi Tamura, Shuji Ishihara, Kazuhiro Oiwa, Masahide Takahashi, Sachiko Tsukita
  • 学会等名: ASCB 2018 Annual Meeting
• [学会発表] TJ-MAP4 up-regulates the level of ppMLC at the circumferential ring for epithelial apical constriction (2018)
  • 著者名/発表者名: Hatsuho Kanoh, Tomoki Yano, Atsushi Tamura, Yuhei Goto, Shogo Nakayama, Akira Komatsubara, Kazuhiro Aoki and Sachiko Tsukita
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会
• [学会発表] Continuous Gastric Acid Leakage due to Dysfunctional Paracellular-Barrier Function Causes Gastric Tumor via CXCL5 and Wnt Signaling with Aging (2018)
  • 著者名/発表者名: Koya Suzuki, Kazuhiro Sentani, Hiroo Tanaka, Tomoki Yano, Kazuo Suzuki, Atsushi Tamura, Sachiko Tsukita,
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会
• [学会発表] Establishment of a PCP-dependent apical microtubule network in tracheal MCCs (2018)
  • 著者名/発表者名: Shogo Nakayama, Elisa Herawati, Maki Takagishi, Tomoki Nishida, Kanako Inoue, Takayuki Torisawa, Toshinori Namba, Shuji Ishihara, Hiroo Tanaka, Tomoki Yano, Atsushi Tamura, Kazuhiro Oiwa, Masahide Takahashi, SachikoTsukita
  • 学会等名: Joint Annual Meeting Of JSDB 51st and JSCB 70th(第70回日本細胞生物学会・第53回日本発生生物学会合同大会)
• [学会発表] Tight junctional cingulin organizes the apical intermediate filaments (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuki Nakao, Hiroo Tanaka, Tomohiro Tamura, Shogo Nakayama, Akira Yamamoto, Hatsuho Kanoh, Atsushi Tamura, Tomoki Yano, Sachiko Tsukita
  • 学会等名: Joint Annual Meeting Of JSDB 51st and JSCB 70th(第70回日本細胞生物学会・第53回日本発生生物学会合同大会)
• [備考] 大阪大学大学院生命機能研究科
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/
• [備考] 大阪大学大学院生命機能研究科 月田研究室
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/tsukita/