細胞の多倍体化による中心体機能の破綻

细胞多倍化导致中心体功能破坏

基本信息

批准号：
19J12210
负责人：
矢口完
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、申請者がごく最近発見した非二倍体化による中心体制御の破綻が、生体内で細胞運命、組織機能にどのように影響するかを理解することを目的とした。2020年度はまず、2019年度に発見した非二倍体ゼブラフィッシュ胚における中心体制御不全に付随する分裂異常および細胞死をはじめとする細胞運命制御不能の関係性を理解することを試みた。分裂頻度のタイムコースを解析したところ、二倍体コントロールでは発生ステージ依存的に分裂細胞が減少していたのに対し、非二倍体胚では発生が進んでも高い分裂頻度を維持していることを突き止めた。この結果は、2019年度の発見である非二倍体胚における発生ステージ後期に顕在化する中心体異常と一致しており、この中心体異常は分裂遅延を引き起こすことにより細胞運命に致命的な影響が与えられることが考えられる。さらに2020年度は、細胞分裂制御以外の中心体機能にも着目することで本研究を発展させた。分化した非分裂細胞において中心体は細胞内外のシグナル応答を担う一次繊毛の形成拠点として機能しており、中心体異常は神経組織における器官形成不全や網膜症をはじめとした繊毛病を惹起する。そこで、非二倍体胚における視覚組織を調べるために目の光受容体を可視化した。二倍体コントロールでは目の外輪に沿って光受容体発現細胞が分布していた一方で、非二倍体胚では光受容体細胞の分布エリアが劇的に減少し、光受容体の発現パターンが著しく乱れている様子が観察された。この非二倍体胚における顕著な組織形態異常は、細胞の非二倍体化により器官形成および組織機能が破綻することを示唆する。本研究結果から、非二倍体細胞では中心体制御不全によって、細胞運命制御および組織機能に致命的な影響が階層的に生じていることが推察される。

在这项研究中，我们旨在了解申请人最近发现的非二倍化导致的中心体控制破坏如何影响体内细胞命运和组织功能。 2020 年，我们首次尝试了解细胞命运控制之间的关系，包括我们在 2019 年发现的非二倍体斑马鱼胚胎中与中心体失调相关的有丝分裂异常和细胞死亡。对分裂频率时间过程的分析表明，在二倍体对照中，分裂细胞的数量以依赖于发育阶段的方式减少，而在非二倍体胚胎中，即使在发育过程中，分裂细胞的数量仍然保持较高。这一结果与 2019 年发现的非二倍体胚胎在发育后期变得明显的中心体异常一致，这种中心体异常可能会导致分裂延迟，从而对细胞命运产生致命影响。此外，2020 年，我们扩大了这项研究，重点关注细胞分裂控制以外的中心体功能。在分化的非分裂细胞中，中心体充当初级纤毛的形成位点，负责细胞内外的信号反应，中心体异常会导致神经组织的器官发生缺陷和纤毛病（包括视网膜病）。因此，我们将眼睛中的光感受器可视化，以检查非二倍体胚胎的视觉组织。在二倍体对照中，光感受器表达细胞沿着眼睛的外环分布，而在非二倍体胚胎中，光感受器细胞的分布区域显着减少，从而观察到光感受器表达的模式。区受到明显干扰。非二倍体胚胎中这种显着的组织形态异常表明，由于细胞的非二倍化，器官形成和组织功能受到破坏。这项研究的结果表明，非二倍体细胞的中心体失调对细胞命运控制和组织功能具有层次性的致命影响。