Elucidation of the mechanism of M-type pyruvate kinase PKM1-dependent tricellular tight junction formation

2024 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K15100
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 44010:Cell biology-related
• Research Institution: Kindai University (2024); Tokyo Institute of Technology (2022-2023)
• Principal Investigator: Nakatsu Daiki 近畿大学, 医学部, 助教 (30781299)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 癌化 / 上皮細胞 / タイトジャンクション / トリセルラータイトジャンクション / 細胞接着 / 細胞遊走 / 細胞浸潤 / ピルビン酸産生酵素

Outline of Final Research Achievements

Migration and invasion of epithelial cancer cells contribute to the worsening prognosis of epithelial carcinoma. However, methods to inhibit the migration and invasion have not been established. In this study, we suggested that tricellular tight junctions, which are structures responsible for adhesion of tricellular contacts in epithelial cells, inhibit the migration and invasion. We also found that PKM1, a pyruvate-producing enzyme, enhances the formation of tricellular tight junctions through increased localization of LSR and tricellulin, which are transmembrane proteins, and that this enhancement is caused by increased expression of tyrosine kinase PYK2 through inhibition of nuclear translocation of SMAD4, a transcriptional regulatory protein.

Free Research Field

細胞生物学、ゲノム生物学、バイオインフォマティクス、画像解析

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

癌は日本人の死因第一位で、高齢化の進展に伴う各個人の発症率の増加から、今後の患者数・死亡数も高い値で推移すると予想されている。そして、上皮細胞由来の癌(上皮癌)は患者数の最も多い癌の1つであるが、上皮癌の予後悪化に繋がる、癌化上皮細胞の遊走および浸潤を促進する機構は、多くが未知である。本研究では、三細胞接着装置であるトリセルラータイトジャンクションが、癌化上皮細胞の遊走および浸潤を抑制することを明らかにした。この発見により、トリセルラータイトジャンクション形成を促進することで、上皮癌の予後悪化を防止できる可能性が示唆された。この点より、研究成果の学術的意義や社会的意義は大きいと考えられる。