ヒドラにおける上皮細胞接着シグナルの解析

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K14729
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 池ノ内 順一 九州大学, 理学研究院, 教授 (10500051)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 細胞間接着装置 / 上皮細胞 / ヒドラ

研究実績の概要

上皮細胞の細胞接着分子の機能解析はこれまで培養細胞を用いた研究を主として進められてきた。しかしながら培養上皮細胞はその樹立過程で増殖や分化などの精緻な制御機構を失っており、機械的な細胞接着機能や形態の観察以外の解析には適さない。そこで、本研究提案では、進化的に初期に上皮細胞体制を獲得した多細胞生物の実験モデル生物としてヒドラが上皮細胞の性質の理解や細胞接着分子の機能解析に有用か否かについて検討を行った。ヒドラはイソギンチャク等と同様に刺胞動物に属する原始的な多細胞動物である。ヒドラは外胚葉性上皮細胞、内胚葉性上皮細胞とその中間に細胞外マトリックスをもつ動物で、間葉組織を持たない。一方で、ヒドラの上皮細胞は発達した細胞間接着装置を有し、ゲノム上にはヒトと相同な細胞接着分子群の遺伝子セットが存在する。本研究提案では、ヒドラに存在する様々な細胞間接着分子をゲノム情報を元にクローニングし蛍光タンパク質を融合させたキメラ遺伝子を発現したトランスジェニックヒドラの作出を試みた。また、上皮細胞間のシグナル伝達機構を可視化するために細胞内CaイオンのインジケーターであるGCaMPを発現したトランスジェニックヒドラを作出し、機械進展刺激などによって細胞内Caイオンの濃度上昇が上皮細胞シートの中を伝播するか否か検討した。これらの解析を通して、上皮細胞の細胞間接着分子の機能解析や上皮細胞間のシグナル伝達を個体レベルで解析する上でヒドラが有用な実験モデル生物になることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Roles of membrane lipids in the organization of epithelial cells: Old and new problems. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ikenouchi J.
  • 雑誌名: Tissue Barriers. 巻: 6 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1080/21688370.2018.1502531.
  • 査読あり
• [雑誌論文] α-Catenin Controls the Anisotropy of Force Distribution at Cell-Cell Junctions during Collective Cell Migration. (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsuzawa K, Himoto T, Mochizuki Y, Ikenouchi J.
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 23 ページ: 3447-3456
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2018.05.070.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cell surface flip-flop of phosphatidylserine is critical for PIEZO1-mediated myotube formation. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya M, Hara Y, Okuda M, Itoh K, Nishioka R, Shiomi A, Nagao K, Mori M, Mori Y, Ikenouchi J, Suzuki R, Tanaka M, Ohwada T, Aoki J, Kanagawa M, Toda T, Nagata Y, Matsuda R, Takayama Y, Tominaga M, Umeda M.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 9 ページ: 2049
  • DOI: 10.1038/s41467-018-04436-w.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Adherens junctions influence tight junction formation via changes in membrane lipid composition. (2018)
  • 著者名/発表者名: Shigetomi K, Ono Y, Inai T, Ikenouchi J.
  • 雑誌名: J Cell Biol. 巻: 217 ページ: 2373-2381
  • DOI: 10.1083/jcb.201711042.
  • 査読あり
• [学会発表] 上皮細胞に存在する細胞膜構造の形成メカニズム (2018)
  • 著者名/発表者名: 池ノ内順一
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会
• [備考] 九州大学理学部生物学科代謝生理学研究室ホームページ
  • URL: http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~taisha/ikelab/