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2023 年度 実績報告書

上皮細胞と肝細胞における細胞極性化・再極性化の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 21H02698
研究機関九州大学

研究代表者

住本 英樹  九州大学, 先端医療オープンイノベーションセンター, 特任教授 (30179303)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード細胞極性 / 上皮細胞 / 肝細胞
研究実績の概要

細胞極性を確立した後の上皮細胞を、低カルシウム濃度の培地などで培養すると細胞極性が失われるが、この時apical 膜は細胞内に取り込まれ「細胞内 apical 膜凝集体」が形成される。「細胞内 apical 膜凝集体」はvacuoleの有無により2種類に分類されるが、1つはvacuole をもつVACであり、もう1つは本研究により明らかにしたINAC(apical膜由来の細胞内顆粒と低分子量Gタンパク質Rab11aをもつ顆粒の2種類の顆粒の集合体)である。興味深いことに,2種類の「細胞内 apical 膜凝集体」の存在比は細胞種毎に異なり、大腸癌由来Caco-2細胞ではVACが、腎尿細管上皮細胞由来MDCK 細胞ではINACが主たるものであり、一方、乳腺癌由来MCF-7細胞では両者が同等に存在する。細胞の再極性化時には、VACはINAC に変換されるが,INACからはapical膜由来顆粒がRab11a陽性になって新たに出芽し、この新たな顆粒が『apical膜が再構成される場所』へとexocytosisされることになる。このexocytosisでは、Cdc42(低分子量Gタンパク質)の下流でCIP4、N-WASP、Par6がsequentialに作用することも明らかにした。一方、上皮細胞の再極性化時のapical膜の再構成には、同時にタイトジャンクション(TJ)が再構成されることが必要である。TJ形成には膜タンパク質クローディン(Cldn)のassemblyが必須であるが、Cldnのassemblyがどのように調節されているのか分かっていなかった。今回、TJ形成の制御因子として知られているPar3の新規な結合タンパク質としてIg 型膜タンパク質TMEM25を同定し、TMEM25がCldnのassemblyを阻害することでTJ形成を負に調節していることを明らかにした。更にPar3は、TMEM25に結合してTMEM25を抑制することで、TJ形成を促進することも示した。以上のように本研究では、Cdc42とPar3が協調して働くことで上皮細胞の再極性化が行われることを明らかにし、その詳細な分子機構を解明した。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] TMEM25 is a Par3-binding protein that attenuates claudin assembly during tight junction development2024

    • 著者名/発表者名
      Kamakura Sachiko、Hayase Junya、Kohda Akira、Iwakiri Yuko、Chishiki Kanako、Izaki Tomoko、Sumimoto Hideki
    • 雑誌名

      EMBO Reports

      巻: 25 ページ: 144~167

    • DOI

      10.1038/s44319-023-00018-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Altered Fhod3 expression involved in progressive high-frequency hearing loss via dysregulation of actin polymerization stoichiometry in the cuticular plate2024

    • 著者名/発表者名
      Boussaty Ely Cheikh、Ninoyu Yuzuru、Andrade Leonardo R.、Li Qingzhong、Takeya Ryu、Sumimoto Hideki、Ohyama Takahiro、Wahlin Karl J.、Manor Uri、Friedman Rick A.
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 20 ページ: e1011211

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1011211

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hypoxia stabilizes the H2O2-producing oxidase Nox4 in cardiomyocytes via suppressing autophagy-related lysosomal degradation2024

    • 著者名/発表者名
      Matsunaga Shogo、Kohda Akira、Kamakura Sachiko、Hayase Junya、Miyano Kei、Shiose Akira、Sumimoto Hideki
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 29 ページ: 63~72

    • DOI

      10.1111/gtc.13085

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 細胞極性制御因子によるtight junction形成の制御機構2023

    • 著者名/発表者名
      鎌倉 幸子、住本 英樹
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 上皮細胞におけるNoxファミリーの局在制御の分子メカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      神田 朗、住本 英樹
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 招待講演
  • [図書] NADPH Oxidases Revisited: From Function to Structure2023

    • 著者名/発表者名
      Sumimoto Hideki、Kohda Akira、Hayase Junya、Kamakura Sachiko
    • 総ページ数
      608
    • 出版者
      Springer International Publishing
    • ISBN
      978-3031237515

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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