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2022 年度 実績報告書

組織変形に応答した細胞増殖制御:細胞―基質接着と細胞―細胞接着の役割の分離同定

研究課題

研究課題/領域番号 20K12596
研究機関金沢工業大学

研究代表者

平田 宏聡  金沢工業大学, バイオ・化学部, 教授 (90414028)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードメカノバイオロジー / 焦点接着斑 / アドヘレンスジャンクション / アクトミオシンファイバー / 組織伸展 / 細胞増殖
研究実績の概要

生体運動や臓器活動、さらには外部環境からの力学負荷などにより生体内の組織は絶えず変形を受けている。変形を受けた組織では、変形の様態に応じて細胞増殖や細胞死、細胞排除が誘導されることで、細胞数がコントロールされている。上皮組織が伸展される場合、組織中の上皮細胞は伸展による力学刺激を主に「細胞外基質との接着構造」および「隣接細胞との接着構造」を介して受けると考えられる。本研究では、伸展された上皮組織において、「細胞外基質との接着構造」である焦点接着斑と「隣接細胞との接着構造」であるアドヘレンスジャンクション(AJ)それぞれが細胞増殖の制御におよぼす役割を明らかにすることを目標としている。昨年度までの研究によって、上皮単層中の細胞増殖は組織の一軸伸展変形によって特に変化をしないものの、これは焦点接着斑におけるFAKを介した増殖促進シグナルの亢進と、AJへの引張刺激に依存した増殖抑制効果とが拮抗するためであることを明らかにすることができた。
最終年度では、昨年度までの結果をさらに定量的に検証するため、AJにかかる引張力の可視化・定量を試みた。上皮細胞のAJにおける細胞間接着分子であるE-カドヘリンについて、その張力状態を可視化定量するツールとして、E-カドヘリンの細胞質ドメインにクモ糸タンパク質由来の弾性ペプチドを挿入したFRET張力センサープローブが開発・報告されている。このE-カドヘリン張力センサーをヒト上皮細胞に恒常的に発現させFRET測定を行った。しかしながら本研究では、E-カドヘリン張力センサーのFRET効率と、変異型E-カドヘリンのネガティブコントロールセンサーのFRET効率との間に、特に差がみられなかった。現在、共同研究によって、FRET応答性を向上させた改良型のE-カドヘリン張力センサーを開発中である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Actin crosslinking by α-actinin averts viscous dissipation of myosin force transmission in stress fibers2023

    • 著者名/発表者名
      Katsuta Hiroki、Okuda Satoru、Nagayama Kazuaki、Machiyama Hiroaki、Kidoaki Satoru、Kato Masashi、Sokabe Masahiro、Miyata Takaki、Hirata Hiroaki
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 26 ページ: 106090~106090

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.106090

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Editorial: Multicellularity: Views from cellular signaling and mechanics2023

    • 著者名/発表者名
      Hirata Hiroaki、Nakazawa Naotaka、Hirashima Tsuyoshi、Ravasio Andrea
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 11 ページ: 1172921~1172921

    • DOI

      10.3389/fcell.2023.1172921

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Intercellular force dictating proliferative abilities of epidermal cells2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Hirata
    • 学会等名
      9th World Congress of Biomechanics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 張力繊維に沿った力の伝達効率はa-アクチニンの架橋によって変化する機械的特性に依存している2022

    • 著者名/発表者名
      勝田紘基、奥田覚、長山和亮、町山裕亮、木戸秋悟、加藤昌志、曽我部正博、宮田卓樹、平田宏聡
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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