Novel approach focusing on the tight junction-based paracellular barrier combined with the apical barrier toward understanding and manipulating epithelial barriers

专注于基于紧密连接的细胞旁屏障与顶端屏障相结合的新方法，以理解和操纵上皮屏障

基本信息

批准号：
19H05468
负责人：
月田早智子
金额：
$ 358.59万
依托单位：
Teikyo University (2020-2023)Osaka University (2019)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-23 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

上皮バリアは、タイトジャンクション (TJ) による上皮細胞間バリアと上皮細胞アピカル膜のアピカル面バリアで形成され、物質移動の制限と選択的透過を行うことで、生体の内部環境の恒常性を保持・外部からの摂動に対応させ、種々の生体機能を構築する。本研究では、1. TJの分子構築の生体内実態を明らかにし、TJ細胞間バリア操作法開発の基盤とすることを目的とする。また、2.「TJ-アピカル複合体」を分子・細胞・個体レベルで解析し、細胞間バリアがアピカル面バリアと連携した「上皮バリア」による生体機能の構築原理を統合的に解明する。この2つの解析結果を軸に、上皮バリア学の新展開、および、新規操作法の開拓を目指す。本年度は、1. について、cryo-FIB, クライオ電顕トモグラフィー解析に有用なCldnの発現するEph4培養上皮細胞系の確立を進めた。本細胞系の確立と合わせて、TJの生体内分子構築解明のためのcryo-FIB, クライオ電顕トモグラフィー解析の条件設定を進めた。また、2.について、階層縦断的な解析を進めた。 (2.1 ) 細胞レベルでのTJ－アピカル複合体の機能解析では、TJMAPs 結合蛋白質について系統的解析を進めた。同時に、TJMAP2ノックダウン(KD)マウス胃炎の組織レベルの解析を進めた。 (2.2) 組織レベルでのTJ－アピカル複合体の機能解析として、気管上皮初代培養(MTEC)において、基底小体（Basal body: BB）とそれに付随するBasal foot (BF) が各々、緑蛍光のGFPと、赤蛍光のmRuby3により2蛍光色でラベルされたtransgenicマウスの系で、「多繊毛上皮細胞が発生、分化する過程で、どのように繊毛根元の基底小体の方向性と配列が揃い、秩序ある繊毛運動が確立するか」、結果のまとめを進めた。

上皮屏障由紧密连接（TJ）形成的上皮细胞间屏障和上皮细胞顶膜的顶面屏障组成，通过限制传质和选择性渗透构建维持生物体内环境的稳态。响应外部扰动的各种生物功能。本研究的目的是1.阐明TJ分子结构的体内状态，并以此作为开发操纵TJ细胞间屏障的方法的基础。另外，2、从分子、细胞、个体层面分析“TJ-顶端复合体”，全面阐明细胞间屏障与顶端协同的“上皮屏障”构建生物功能的原理障碍。基于这两项分析结果，我们的目标是开发上皮屏障科学的新发展并开发新的操作方法。今年，关于1.，我们着手建立表达Cldn的Eph4培养上皮细胞系，这对于冷冻FIB和冷冻电镜断层扫描分析很有用。结合该细胞系的建立，我们继续设置冷冻 FIB 和冷冻电镜断层扫描分析的条件，以阐明 TJ 的体内分子结构。关于2.，我们还进行了层次纵向分析。 (2.1) 为了在细胞水平上对 TJ-顶端复合物进行功能分析，我们对 TJMAP 结合蛋白进行了系统分析。同时，我们分析了TJMAP2敲低（KD）小鼠胃炎的组织水平。 (2.2)作为组织水平上TJ-顶端复合物的功能分析，在气管上皮原代培养物(MTEC)中，基体(BB)及其相关的基足(BF)均被绿色荧光A转基因染色。小鼠品系标记有两种荧光颜色：GFP 和 mRuby3（红色荧光）。 “纤毛基部的基体如何排列和对齐，以及纤毛的有序运动是如何建立的？”我们继续总结我们的结果。

项目成果

期刊论文数量（57）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

New findings of human iPS cell-derived airway and alveolar epithelial cells」 Marsico Seminar Series (Webinar)

“人类iPS细胞来源的气道和肺泡上皮细胞的新发现”Marsico研讨会系列（网络研讨会）

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Gotoh;S.
通讯作者：
S.

数理腫瘍学の方法(計算生物学入門)、

数学肿瘤学方法（计算生物学导论），

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Okazaki Yasumasa;Tanaka Hiromasa;Hori Masaru;Toyokuni Shinya;鈴木貴
通讯作者：
鈴木貴

Tight junction as an organizer for the whole apical surface barrier of epithelia

紧密连接作为整个上皮表面屏障的组织者

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Fukunaga Yusuke;Longo Roberto C.;Ventzek Peter L. G.;Lane Barton;Ranjan Alok;Hwang Gyeong S.;Hartmann Gregory;Tsutsumi Takayoshi;Ishikawa Kenji;Kondo Hiroki;Sekine Makoto;Hori Masaru;Sachiko Tsukita
通讯作者：
Sachiko Tsukita

Applications of human pluripotent stem cells to lung research

人类多能干细胞在肺部研究中的应用