Rabファミリー低分子量G蛋白質による細胞極性・接着の制御機構

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14570108
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 西村 範行 徳島大学, 医学研究科, 助教授 (00322719)
• Keywords: Rab / タイトジャンクション / 小胞輸送 / 頂端側 / 側基底側 / エンジサイトーシス / リサイクリング / オクルーディン

Research Abstract

哺乳動物の発生・分化においては、上皮細胞の極性や細胞間接着がダイナミックに再編成されており、上皮細胞膜を頂端側と側基底側に分離する細胞間接着装置タイトジャンクション(TJ)も、ダイナミックに分解・再形成されている。このためには、TJを構成する膜蛋白質が細胞膜まで小胞輸送されてTJへ定着する必要がある。細胞内小胞輸送の制御系であるRabファミリー低分子量G蛋白質(Rab)には60以上のメンバーが同定されており、個々のメンバーが特定の細胞内部位に局在して特定の小胞輸送経路を制御している。そこで、本年度の本研究では、TJの分解・再形成という観点から、TJに局在するRab3BとRab13の作用機構を明らかにすることを試み、以下の結果を得た。1)極性化した上皮細胞において、TJを構成する接着分子クローディン、オクルーディンおよびJAMのうち、オクルーディンが常に細胞膜からエンドソームヘエンドサイトーシスされ、再びエンドソームから細胞膜へリサイクリングされていることを明らかにした。2)Rab13はオクルーディンのリサイクリングを制御するが、Rab3Bは関与しないことを明らかにした。3)Rab13のオクルーディンの小胞輸送に対する作用は、そのエンドサイトーシスではなくリサイクリングであることを明らかにした。4)Rab13は、側基底側細胞膜へリサイクリングしているトランスフェリン受容体には作用せず、オクルーディンを含む輸送小胞のリサイクリングを特異的に制御することを明らかにした。5)オクルーディンのリサイクリングに対するRab13の作用を担っていると考えられる標的蛋白質の同定に成功した。これらの結果から、TJに局在するRab3BとRab13はそれぞれ異なる小胞輸送経路を制御すること、さらにTJを構成する接着分子は頂端側および側基底側膜蛋白質とは異なる経路で細胞膜へ輸送されていることが示唆された。このように、本年度の研究は予想以上に進展し、当初の目的はほぼ達成できた。

Research Products

• [Publications] Yamamoto, Y.: "Distinct roles of Rab3B and rab13 in the polarized transport of apical, basolateral, and tight junctional membrane proteins to the plasma membrane"Biochem.Biophys.Res. Commun.. 308. 270-275 (2003)
• [Publications] Manabe, S.: "Identification and characterization of Noc2 as a potential Rab3B effector protein in epithelial cells"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 316. 218-225 (2004)