分裂期細胞とWntシグナルによる分岐形態形成制御のメカニズム

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26840066
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 麓 勝己 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40467783)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 肺 / 上皮組織 / 分裂細胞

研究実績の概要

胎生期初期（E9.5-E16.5）の肺の上皮組織は管腔様の構造をとり、伸長と分岐を繰り返しながら枝分かれ構造を形成する。この際、伸長端と分岐点が局所的に生じるために、組織内で細胞形態・細胞骨格・細胞分裂がどのように作用するのかは不明である。私共はこの点を明らかにするため、マウス胎児肺の器官培養法及び肺上皮組織をマトリゲル内にて３次元培養する上皮単独培養法を確立している。本系において、budの先端及びbud間の基部など組織の屈曲点と分裂期細胞の局在が相関することを見出していたが、分裂期細胞が組織屈曲誘導に積極的に関与するかは不明であった。上皮単独培養系において、分裂期細胞の効果を検証するため細胞動態解析したところ、分裂期細胞の出現と共に組織の屈曲が誘導された。またWntシグナルが活性化すると分裂期・間期問わず、頂端膜細胞骨格が発達し、特に間期おいては頂端膜が収縮すると同時に頂底方向に細胞が伸長し、細胞が円柱形に変形することを見出した。この状況下では分裂期細胞による組織の屈曲誘導効果が低下した。すなわち、上皮組織は球形の分裂期細胞によって屈曲し、さらにその効果はWntシグナルによって制御される細胞骨格の発達程度と逆相関することが明らかになった。上皮組織においてWntシグナルを活性化すると頂端膜細胞骨格が発達し、細胞形態は円柱形となった。in vivoにおいて上皮組織の細胞骨格を解析したところ、胎生初期においては上皮細胞の頂端側が収縮していたが、発生後期においては頂端膜細胞骨格が消失し、細胞は球形・扁平となり、それに伴って分岐形態形成運動が低下した。以上より、分岐形態形成は分裂期細胞による組織屈曲作用とそれに反発するWntシグナルによる細胞骨格制御が関与していることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Comparative interactomics analysis of different ALS-associated proteins identifies converging molecular pathways (2016)
  • 著者名/発表者名: Anna Blokhuis, Max Koppers, Ewout Groen, Dianne Van den Heuvel, Stefano Dini Modigliani, Jasper Anink, Katsumi Fumoto, Peter Sodaar, Bert Verheijen, Jeroen Demmers, Jan Veldink, Eleonora Aronica, Irene Bozzon, Jeroen Den Hertog, Leonard Van den Berg, Jeroen Pasterkamp
  • 雑誌名: Acta Neuropathologica 巻: 未定 ページ: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] CKAP4 is involved in tumor progression as a Dickkopf1 receptor (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kimura, Katsumi Fumoto, Kensaku Shojima, Satoshi Nojima, Yoshihito Osugi, Hideo Tomihara, Hidetoshi Eguchi, Yasushi Shintani, Hiroko Endo, Masahiro Inoue, Yuichiro Doki, Meinoshin Okumura, Eiichi Morii, and Akira Kikuchi
  • 雑誌名: Journal Clinical Investigation 巻: 未定 ページ: 未定
  • 査読あり
• [学会発表] 肺上皮管腔組織の分岐における頂底極性制御機構とその意義 (2015)
  • 著者名/発表者名: 麓 勝己、菊池 章
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸国際展示場
  • 年月日: 2015-12-02 – 2015-12-02
• [学会発表] Possible involvement of Wnt signaling in lung branching morphogenesis through apical-basal polarization (2015)
  • 著者名/発表者名: Katsumi Fumoto and Akira Kikuchi
  • 学会等名: The Second International Meeting for Epithelial Tubulology
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2015-08-22 – 2015-08-23
• [産業財産権] CKAP4を標的とした抗腫瘍剤 (2016)
  • 発明者名: 菊池 章
  • 権利者名: 菊池 章
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2016/052485
  • 出願年月日: 2016-01-28
  • 外国