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2011 年度 実績報告書

基質の軟らかさによって誘引される細胞の協調的集団運動に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21570158
研究機関北海道大学

研究代表者

芳賀 永  北海道大学, 大学院・先端生命科学研究院, 准教授 (00292045)

研究分担者 川端 和重  北海道大学, 大学院・先端生命科学研究院, 教授 (20261274)
キーワード上皮細胞 / 集団運動 / ゲル基質 / 接着構造 / メカノセンス
研究概要

細胞の集団に自発的な協調運動を誘引させるため,I型コラーゲンのゲル上に上皮細胞(MDCK細胞)を播種し,以下の実験を行った.
(1)細胞-基質問の接着構造の解明
RNA干渉法によってlaminin-10のサブユニットであるlaminin-α5の発現を抑制したところ,コラーゲンゲル上での協調的な集団運動が阻害された.このことから,軟らかい基質上の細胞集団は細胞外基質にlaminin-lOの濃度勾配を形成することで協調的な集団運動を行うことが明らかとなった.
(2)リーダー細胞の出現機構の解明
前年度までの実験結果から,基質の硬さに伴って上皮-間質転換が誘引され,リーダー細胞が出現することが示唆されていた.そこで,コラーゲンゲル上の細胞集団にTGF-β1受容体の阻害剤を投与した.その結果,リーダー細胞のみが運動を停止し,後続の細胞集団は運動を継続し,結果的に協調的な集団運動が阻害された.このことから,TGF-β1のシグナル経路によって誘引される上皮-間質転換がリーダー細胞の出現要因であることが明らかとなった.
(3)集団運動を司るシグナル伝達経路の解明
Rac1の活性阻害剤を投与すると,リーダー細胞のみが運動を停止し,コラーゲンゲル上での協調的な集団運動が阻害された.このことから,laminin-10の濃度勾配とTGF-β1由来の上皮-間質転換をつなぐシグナル経路には,Rac1の活性が関与していることが明らかとなった.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Interruption of glycosphingolipid synthesis enhances osteoarthritis development in mice2012

    • 著者名/発表者名
      N.Seito, et al.
    • 雑誌名

      Arthritis & Rheumatism

      巻: (印刷中)

    • DOI

      10.1002/art.34463

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Active fluctuation in the cortical cytoskeleton observed by high-speedlive-cell scanning probe microscopy2011

    • 著者名/発表者名
      K. Tamura, T. Mizutani, H. Haga, and K. Kawabata
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 7巻 ページ: 3766-3772

    • DOI

      DOI:10.1016/j.actbio.2011.06.013

    • 査読あり
  • [学会発表] 3D Morphogenesis of Epithelial Cells on a Laminin-rich Soft Substrate Induced by Cellular Contractile Force2011

    • 著者名/発表者名
      M.Imai
    • 学会等名
      第51回米国細胞生物学会年会
    • 発表場所
      コロラドコンベンションセンター(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2011-12-05
  • [学会発表] NF-kB expression in cancer cells regulated by substrate stiffness2011

    • 著者名/発表者名
      石原誠一郎
    • 学会等名
      第70回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2011-10-03
  • [学会発表] 軟らかい基質がもたらす上皮細胞集団の協調運動2011

    • 著者名/発表者名
      芳賀永
    • 学会等名
      日本動物学会第82回大会
    • 発表場所
      旭川市大雪クリスタルホール(北海道)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-23
  • [学会発表] ラミニンを含む軟らかいゲル基質上でみられる上皮細胞集団の3次元形態形成2011

    • 著者名/発表者名
      今井美沙子
    • 学会等名
      第63回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2011-06-29
  • [学会発表] Collective behavior of epithelial cells responding to stiffness of the extracellular matrix2011

    • 著者名/発表者名
      芳賀永
    • 学会等名
      第63回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-27
  • [備考]

    • URL

      http://altair.sci.hokudai.ac.jp/g3/member/hagai.html

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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