細胞接着・運動におけるDockファミリー蛋白質の機能及びその活性制御機構の解析

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17014049
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 加藤 裕教 京都大学, 生命科学研究科, 助教授 (50303847)
• キーワード: Rho / 細胞運動 / 低分子量G蛋白質 / インテグリン

研究概要

がん細胞の浸潤・転移に深く関連のある細胞接着や運動に関して、Rhoファミリーの低分子量G蛋白質の関与がこれまでにも数多く報告されている。最近Dock180に代表される、新しいタイプのRhoファミリーG蛋白質活性化因子(Dockファミリー)の存在が明らかになった。本研究では、我々が新しく見出したDock180の活性制御メカニズムがインテグリンによる細胞の接着や運動に関与しているか否かを調べる目的で、RNA干渉によりRhoGの発現を特異的に抑制させたHeLa細胞を樹立し解析を行った。具体的にはヒトRhoGを特異的にノックダウンさせる短いヘアピン構造のRNAを発現することができるベクターをHeLa細胞に導入し、安定にそのヘアピン構造のRNAを発現する細胞を樹立した。合わせてコントロールの短いヘアピン構造のRNAを安定に発現することができる細胞も樹立し、コントロール細胞として用いた。これらの細胞をファイブロネクチンでコートした培養皿上にまいたところ、親細胞やコントロールの細胞では15分後に細胞膜の伸展とラッフリングの形成が見られたが、RhoGノックダウン細胞ではそれらの形成が抑制されていた。次に細胞運動への影響を、Wound healing assay及びTranswell assayの2通りの系で調べてみたところ、どちらの系においてもRhoGノックダウン細胞はその運動能が有意に抑制されていることが確認された。特にWound healing assayの系においては、細胞が運動する方向の先端に作られるラメリポディアの形成及び細胞内のRac1の活性が有意に抑制されていることが観察された。一方RhoGノックダウン細胞における運動能の低下は、ELMOとDock180を過剰発現することにより回復した。以上の結果から、活性化されたRhoGがELMO-Dock180複合体を細胞膜へと移行させ、そこでRacを活性化して細胞膜のラッフリングとそれに伴って起こる膜の伸展が起こり、細胞の接着や運動を促進することが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Activation of Rac1 by RhoG regulates cell migration. (2006)
  • 著者名/発表者名: Katoh, H., Hiramoto, K., Negishi, M
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 119 ページ: 56-65
• [雑誌論文] Differential distribution of ELMO1 and ELMO2 mRNAs in the developing mouse brain. (2006)
  • 著者名/発表者名: Katoh, H., Fujimoto, S., Ishida, C., Ishikawa, Y., Negishi, M
  • 雑誌名: Brain Research (in press)
• [雑誌論文] In vivo function of Rnd2 in the developing neocortical pyramidal neurons. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, K., Yamashita, Y., Tamamaki, N., Katoh, H., Kaneko, T., Negishi, M.
  • 雑誌名: Neuroscience Research 54 ページ: 149-153
• [雑誌論文] Direct interaction of Rnd1 with FRS2β regulates Rnd1-induced down-regulation of RhoA activity and is involved in fibroblast growth factor-induced neurite outgrowth in PC12 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Harada, A., Katoh, H., Negishi, M.
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 280 ページ: 18418-18424
• [雑誌論文] Socius, a novel binding partner of Gα12/13, promotes the Gα12-induced RhoA activation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tateiwa, K., Katoh.H., Negishi, M.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 337 ページ: 615-620
• [雑誌論文] Two G12 family G proteins, Gα12 and Gα13, show different subcellular localization. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, J., Katoh, H., Yamaguchi, Y., Negishi, M.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 332 ページ: 782-786