2014 Fiscal Year Research-status Report
分泌細胞における細胞極性の再定義：ゴルジ装置の大局的構造を新たな指標として
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26460263
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| Research Institution | Asahikawa Medical College |
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Principal Investigator |
渡部 剛 旭川医科大学, 医学部, 教授 (80220903)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ゴルジ装置 / 微小管構築 / 細胞極性 / 細胞内小胞輸送 / 甲状腺濾胞上皮細胞 / ホルモン分泌 / 免疫組織化学 / 電子顕微鏡観察 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで分泌細胞は、細胞表面の極性と分泌の方向性から、外分泌細胞と内分泌細胞の2つに大別されてきた。一方、分泌細胞では、粗面小胞体、ゴルジ装置、分泌顆粒など分泌経路を構成する小器官の細胞内配置にも細胞固有の一定の秩序があるが、この観点から多様な分泌細胞を整理・類型化した研究はなかった。そこで本研究では、機能分化した多様な分泌細胞で分泌経路の中心に位置するゴルジ装置の大局的構造に着目して組織・細胞横断的に比較し、新たな理論的枠組みで分泌細胞を分類・整理することを目指している。
平成26年度には、まず、対照群ラットの甲状腺、唾液腺、膵臓、下垂体などを材料とし、オスミウム浸軟標本のSEM観察や光顕・電顕レベルの免疫組織化学法などの技法を用いて、各器官の構成細胞のゴルジ装置の形態や中心小体の位置、微小管構築などの特徴を比較・検討した。その結果、双方向性の分泌動線を有する甲状腺濾胞上皮細胞のゴルジ装置は、内面がtrans側、外面がcis側に相当する環状の配置をとることが明らかになった。一方、単方向性の分泌動線を持つ膵外分泌部や唾液腺の腺房細胞では、環状のゴルジ装置の腺腔側の開口部が基底側と比べて大きく広がり、その結果、漏斗型の構築となることが示唆された。さらに、甲状腺濾胞上皮細胞の機能状態を実験内分泌学的方法で人為的に変化させ、同細胞のゴルジ装置の経時的変化を解析したところ、TRHや抗甲状腺剤propylthiouracil (PTU）持続投与で同細胞におけるサイログロブリン（TG）生合成を亢進させるとゴルジ装置は細胞の長軸に沿って増生した。一方、thyroxine (T4)持続投与で同細胞におけるTG生合成を抑制するとゴルジ装置は環状の構築のまま平坦化した。以上の所見から、分泌細胞における分泌動態とゴルジ装置の形態には一定の関係性が存在することが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題の初年度に当たる平成26年度には、当初の計画通り、対照群ラットから採取した甲状腺を含む種々の分泌組織（下垂体、膵臓、副腎など）の形態学的解析用標本を作成し、組織横断的にゴルジ装置の構築の差異を比較した。この解析の結果得られた知見は、アメリカ合衆国で開催されたGordon Research Conference（研究発表欄の学会発表(1)）で報告した。さらに、甲状腺濾胞上皮細胞に関しては、計画調書の研究計画欄に記載の通り、TRH、PTU、T4で同細胞を刺激あるいは抑制したラット実験群を作成し、目下、採取した甲状腺組織標本を電顕観察や免疫組織化学法で解析している。この実験系の解析から得られた所見の一部は、2015年3月に神戸で開催された日本解剖学会全国学術集会（研究発表欄の学会発表(2)）で発表した。このように、計画調書の研究計画欄に記載した標本作成や解析は順調に進んでおり、得られた知見の一部は既に2件の学会発表で報告していることから、本研究課題の平成26年度の達成度については、「おおむね順調に進展している」と自己評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の2年目にあたる平成27年度には、前年度に作成した対照群ラットの分泌組織の形態学的解析用標本の解析をさらに進め、組織横断的なゴルジ装置構築の比較により、分泌細胞の分泌動線とゴルジ装置構築の特徴との関連性について、新たな作業仮説を組み立てる。特に、甲状腺濾胞上皮細胞のゴルジ装置構築の特徴とその生理的意義については、同細胞を刺激あるいは抑制した実験群の所見も含めて、得られた知見を論文にまとめ国際的な学術雑誌に投稿する。また、これまでの解析結果から、ゴルジ装置の構築と分泌動線の秩序維持には、細胞内の微小管構築が重要な役割を果たしていることが示唆されたので、平成27年度には、コルヒチンなど微小管を破壊する薬剤を投与する動物実験系の標本作成と形態学的解析に着手し、組織横断的な比較で得られたゴルジ装置構築と分泌動線の関係性に関する作業仮説の妥当性を検証する。
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