公募研究
本研究者がこれまでに明らかにしてきた細胞選別と並び替え運動のメカニズムは、2次元にとどまらず3次元での組織形成にも密接に関わっていると考えられる。本研究では、匂いの知覚に働く嗅上皮で見られる偽重層上皮の層形成を、細胞自身の移動によるZ軸方向への細胞選別と捉え「1細胞内の接着力の偏り」と「細胞間の接着力の差異」の2つの要素によって立体組織内での細胞選別を制御する分子メカニズムの解明を目指す。嗅上皮の発生の際には、単層の基底細胞から分化した嗅細胞や支持細胞が頂端側に向かって移動することで、3層の偽重層上皮を形成する。これまでの層形成過程の観察から、嗅細胞内の接着分子の局在の偏りが、頂端側に向かう細胞の割込みによる移動を駆動し、嗅細胞と支持細胞の接着力の差異が層ごとの細胞の住み分けを制御するというモデルを考え、検討を行った。まず嗅上皮を構成する嗅細胞、支持細胞と同じ組合せの接着分子を発現するモデル細胞株を作成し、これらの細胞を用いて割込みによるモザイクパターンを形成させる細胞選別実験を行った。この実験ではカドヘリン、カテニン分子やアクチン、ミオシン分子にEGFPあるいはmCherryの標識を付け、割込みの過程で接着分子と細胞骨格を高解像度で分子動態の比較と観察を行った。その結果、2種類の細胞間で割込みをおこして並び替えを起こす際には、割込みを起こす細胞と割込まれる細胞の間でつくられる2つの接着面のうち一方の面で一過的に接着分子と細胞骨格が非対称に分布すること、さらに、接着面の非対称な構造が形成されることで、割込みが進むことがわかった。また、研究協力者らとともに従来のモデルでは表現することが出来ない曲線などの多様な形態を含む上皮構造を再現するための新たな数理モデル「界面ネットワーク運動モデル」の構築を行った。
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2020 2019
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Journal of theoretical biology
巻: 474 ページ: 14-24
https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2019.04.023
Genes to Cells
巻: 24 ページ: 485-495
https://doi.org/10.1111/gtc.12704
The FASEB Journal
巻: 33 ページ: 5548-5560
https://doi.org/10.1096/fj.201802005R
