Ca2+による細胞骨格制御を基盤とする多細胞連携メカニズムの解明

阐明基于Ca2+细胞骨架控制的多细胞协作机制

基本信息

批准号：
22K15095
负责人：
二宮小牧
金额：
$ 3万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞は、運動・形態・増殖などの動態を自律的に制御するメカニズムを持つ。一方で、組織形成の実現には、細胞同士が協調することが重要であるが、個々の細胞が周囲と連携しながら秩序を形成するメカニズムには未だ不明な点が多い。細胞の動態制御には、時空間的に緻密な細胞骨格の再構築が伴う。本研究では、培養細胞を用いた詳細な分子経路の解析、およびショウジョウバエの組織形成過程のイメージング解析を主軸として、個々の細胞内の骨格再構築を協調的に制御するメカニズムにおいてカルシウムイオンの役割に注目している。本年度は、哺乳類の培養上皮細胞において、細胞間接着でのアクチン骨格の構築に必要なRho GEFであるPLEKHG4Bが、細胞内へのカルシウムイオン流入に応答して細胞間に集積してくることを見出した。加えてメカノイオンチャネルの活性を阻害するとPLEKHG4Bの局在が消失することも分かった。詳細な分子メカニズムを生化学的に解析し、アネキシンA2との結合が必要であることを明らかにし、その結合ドメインを同定した。以上の結果から、メカノイオンチャネルを介した細胞内へのカルシウムイオンの流入によりPLEKHG4BがアネキシンA2と共に細胞間に集積することで、細胞間接着のアクチンが増強されるメカニズムを見出した。更に、並行して、ショウジョウバエの雄性外生殖器の形態形成に注目した解析も実施した。雄性外生殖器の形成過程には上皮細胞集団の移動が伴うが、いくつかのカルシウムイオンシグナル関連分子の発現抑制によってこの移動が損なわれることを見出した。今後はin vivo解析に重きを置き、多細胞集団の連携メカニズムの普遍原理の理解を目指した研究を進めていく。

细胞具有自主控制运动、形态和增殖等动态的机制。另一方面，尽管细胞之间的相互合作以实现组织形成很重要，但单个细胞在与周围环境合作时形成秩序的机制仍然存在许多未知数。细胞动力学的控制涉及时空精确的细胞骨架重组。在这项研究中，我们将重点使用培养细胞进行详细的分子途径分析以及果蝇组织形成过程的成像分析，并将研究钙离子在协调控制单个细胞内骨骼重塑的机制中的作用。注意力。今年，我们发现在培养的哺乳动物上皮细胞中，PLEKHG4B（一种构建细胞间粘附肌动蛋白骨架所需的 Rho GEF）会响应钙离子流入 Ta 的反应而在细胞之间积聚。此外，我们发现抑制机械离子通道活性可消除 PLEKHG4B 的定位。对分子机制的详细生化分析表明，需要与膜联蛋白 A2 结合，并鉴定了结合域。基于上述结果，我们发现了一种机制，即由于钙离子通过机械离子通道流入细胞，PLEKHG4B与膜联蛋白A2一起在细胞间积累，从而增强形成细胞间粘附的肌动蛋白。此外，同时，我们还对果蝇雄性外生殖器官的形态发生进行了分析。男性外生殖器的形成过程涉及上皮细胞群的迁移，我们发现这种迁移通过抑制几种钙离子信号相关分子的表达而受到损害。未来，我们将专注于体内分析和深入研究，旨在了解多细胞群体合作机制的普遍原理。