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本申請では、表皮と毛包、及び神経などの上皮系細胞の増殖・分化制御機構におけるイノシトールリン脂質代謝の役割を明らかにすることを目的とする。上皮系細胞の特徴は分化に伴い極性を持つことである。ホスホリパーゼC(PLC)の基質であるPIP2やPI3キナーゼから産生するPIP3は、アクチン調節タンパク質等の活性制御等を介して極性を形成すると考えられる。そこで本申請では「上皮組織幹細胞の分化(極性の形成)において、PIP2からPLCに向かうシグナルとPI3キナーゼに向かうシグナルのスイッチング、即ちPIP3/PIP2バランスが分化と増殖の分岐点になる」という仮説を立て、それを検証することにした。1.MDCK細胞におけるPIP2・PIP3局在:PLCδ1KOマウスでは表皮角化細胞で増殖と分化に異常が観察される。そこで極性がはっきりしているMDCK細胞におけるPIP2およびPIP3の局在を検討した。その結果、PIP2はapical側に、PIP3はbasolateral側に局在し、こうしたリン脂質が極性の形成に関与している可能性が示唆された。
2.神経機能におけるリン脂質代謝の役割の解析:極性の高い神経細胞においてPLCδ3は多く発現している。Neuro2A神経芽種細胞でPLCδ3のsiRNAを行った所、神経突起伸長が有為に抑制された。またこの抑制された細胞にPLCδ3を戻すと突起形成は回復した。更に分化に伴い減少するRhoの発現がPLCδ3 siRNAを行った場合には減少しなかった。こうした結果から、PLCδ3が神経突起伸長に関与し、このプロセスにRhoが関与することが判明した。RhoはPIP2合成を司るPIPキナーゼを活性化することから、今後Neuro2AにおけるPIP2・PIP3のバランスを検討する。
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