細胞外基質による細胞機能制御機構の包括的理解とその応用基盤の研究

细胞外基质调控细胞功能机制的全面认识及其应用基础研究

基本信息

批准号：
21H04713
负责人：
木岡紀幸
金额：
$ 26.87万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

多細胞生物(動物)では、細胞外環境(細胞周囲に存在するコラーゲン等の細胞外基質など)が細胞の機能や分化を調節する。特に細胞外基質の「硬化」は間葉系幹細胞の分化方向性を変化させ、また、がんの悪性化を引き起こす。このため、多細胞生物の根幹の理解と疾患の新たな予防法の開発には、細胞外基質の硬さを感知する仕組みの解明が必須である。本研究では、細胞外基質の硬さによる細胞機能制御機構を包括的に理解するために、a) 接着班プロテオームを起点とした新規鍵分子の同定、b)接着斑細胞膜脂質の組成分析からの解析、c)ビンキュリン-SORBS1/3の構造生物学的解析、d)硬さ感知モジュレーター系の構築の4つのアプローチから研究を進めている。本年度は、センサー分子の有無の状態の細胞を硬い基板であるシャーレ上で培養し、その後接着斑を単離した。これをプロテオーム解析することで、接着斑への濃縮が変化するタンパク質候補の同定を試みた。プロテオーム解析により得られた候補タンパク質からいくつかの基準で候補タンパク質を絞り込み、それらの候補タンパク質のsiRNAを間葉系幹細胞に導入し、硬さにより発現が変動するYAPの応答遺伝子の発現が硬い培養基板であるシャーレ上で上がる、あるいは、下がる、を指標にさらなる絞り込みを行った。またビンキュリンの活性型とSORBS1またはSORBS3の立体構造の解析を目指し、これらタンパク質を動物培養細胞で発現させ、高純度に精製できる条件の検討を行った。

在多细胞生物（动物）中，细胞外环境（例如驻留在细胞周围的胶原蛋白）可以调节细胞功能和分化。特别是，细胞外基质的“硬化症”改变了间质干细胞分化的方向，也会导致癌症变得恶性。因此，了解多细胞生物的基本原理并开发预防疾病的新方法对于阐明感知细胞外基质刚度的机制至关重要。 In this study, in order to comprehensively understand the mechanisms of cell function regulation by the stiffness of extracellular matrix, we are conducting research using four approaches: a) identification of novel key molecules starting from the adhesion proteome, b) analysis from composition analysis of focal adhesion cell membrane lipids, c) structural biological analysis of vinculin-SORBS1/3, and d) construction of a hardness sensing modulator 系统。在今年，在存在或不存在传感器分子的情况下，将细胞培养在硬质底物，培养皿上，然后分离局灶性粘附。通过进行蛋白质组学分析，我们试图鉴定将浓度转化为局灶性粘附的潜在蛋白质。使用来自蛋白质组分析获得的候选蛋白的几个标准将候选蛋白缩小，并将这些候选蛋白的siRNA引入到间充质干细胞中，并进一步缩小了YAP反应性基因的表达，YAP反应性基因的表达依赖于表达，取决于刚度的刚度或降低了硬性培养的培养基培养基。此外，我们旨在分析vinculin的活性形式和Sorbs1或Sorbs3的三维结构，并检查了在动物培养的细胞中表达这些蛋白质的条件，并将其纯化为高纯度。