Toll受容体群がつくる細胞表面認識コードによる組織恒常性の維持機構解明

通过Toll受体基团产生的细胞表面识别码阐明组织稳态的维持机制

基本信息

批准号：
21K06144
负责人：
梅津大輝
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

上皮組織は恒常性を維持するために常に組織の状態を監視し、突然変異などによって異常な細胞が生じた場合に、それらを直ちに排除する仕組みを備えている。特に、組織形成過程においては、周囲の細胞と位置情報が適合しない細胞は組織から分離・排除されることが示されている。しかし、この過程において細胞同士がどのようにして異常か正常かを認識しているのかは明らかになっていない。この問題に取り組むためにライブイメージングによる細胞動態の解析が可能なショウジョウバエの腹部上皮組織をモデルとして用いた。細胞間の認識に重要な機能を果たすと考えられるToll受容体の上皮組織における機能が近年注目されている。Toll受容体は上皮組織においてダイナミックな発現パターンを示す。本研究では、複数のToll受容体が同一組織内の異なる領域で発現しているという独自の知見に基づき解析を進めた。ショウジョウバエゲノムに９つあるToll受容体のうち、腹部上皮組織で発現する４つのToll受容体に注目し、独自に作成したVenus蛍光タンパク質のノックイン系統を用いて発現パターンの詳細を解析した。それにより、４つのToll受容体が少しずつオーバーラップしながらもそれぞれが異なる領域で発現していることを示した。Toll受容体のノックインを保持する系統で体細胞クローン解析を行うことができる系統を樹立することができた。また、複数のToll受容体に対するshRNAを同時に発現し、ノックダウンすることができるショウジョウバエ系統の作成に必要な、それぞれのToll受容体に対するshRNAのDNAコンストラクトが作成できた。また、ショウジョウバエのToll遺伝子群の形態形成過程や細胞表面認識における働きについての総説を執筆し、論文発表を行った。

为了维持体内平衡，上皮组织不断监测组织的状态，并配备了一种机制，可以在异常细胞因突变而出现时立即消除它们。特别地，已经表明，在组织形成过程中，位置信息与周围细胞的位置信息不匹配的细胞被从组织中分离和消除。然而，尚不清楚细胞在此过程中如何识别异常或正常。为了解决这个问题，我们使用果蝇腹部上皮组织作为模型，它可以使用实时成像分析细胞动力学。近年来，上皮组织中Toll受体的功能被认为在细胞间识别中发挥重要作用，引起了人们的关注。 Toll 受体在上皮组织中表现出动态表达模式。在这项研究中，我们的分析基于以下独特发现：多个 Toll 受体在同一组织内的不同区域表达。在果蝇基因组中的 9 个 Toll 受体中，我们重点关注在腹部上皮组织中表达的 4 个 Toll 受体，并使用我们创建的金星荧光蛋白的敲入菌株分析了它们表达模式的细节。结果显示，虽然四种Toll受体略有重叠，但它们各自表达于不同的区域。我们能够建立保留 Toll 受体敲入的细胞系，并允许我们进行体细胞克隆分析。此外，我们还能够为每个 Toll 受体的 shRNA 创建 DNA 构建体，这对于创建能够同时表达和敲除多个 Toll 受体的 shRNA 的果蝇菌株是必要的。我还写了一篇评论文章并发表了一篇关于果蝇Toll基因组在形态发生过程和细胞表面识别中的作用的论文。