細胞の形態と運動性を制御する細胞センシング機構

控制细胞形态和运动的细胞传感机制

基本信息

批准号：
13GS0010
负责人：
水野健作
金额：
$ 223.39万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Creative Scientific Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

アクチン細胞骨格の再構築は細胞の形態変化、移動、分裂などにおいて重要な役割を果たしている。本研究では、LIMキナーゼ(LIMK)とSlingshot(SSH)によるコフィリンのリン酸化、脱リン酸化経路を中心に、細胞骨格を制御するシグナル伝達機構の解明と、細胞運動、形態変化を時間的、空間的に統御するシステムの解明を目的に研究を行い、以下の結果を得た。1)ケモカインによるT細胞の遊走におけるコフィリンのリン酸化の時間的、空間的制御の重要性を解明した。細胞遊走因子SDF1によるJurkat細胞の刺激において、コフィリンの一過的なリン酸化の誘導、SSH1とコフィリンの先導端への集積を明らかにした。また、LIMK1、コフィリンの発現抑制は細胞運動、遊走を抑制したが、SSH1の発現抑制は遊走のみを抑制した。LIMK1、SSH1、コフィリンのsiRNA細胞のタイムラプス観察の結果、LIMK1はラメリポディア形成能により,コフィリンはアクチン再編成能により、細胞運動に必須であり、SSH1は膜突起を一方向に制限することにより、細胞の極性形成と方向性のある運動(遊走)に必須であることを解明した。2)LIMK1を活性化する新たなシグナル経路を解明した。血管新生因子であるVEGFによる血管内皮細胞のアクチン骨格再編成、運動能促進において、LIMK1の活性化が必要であることを示した。また、p38MAPキナーゼの下流で活性化されるMAPKAPK-2によりLIMK1がリン酸化,活性化されることを見出した。リン酸化部位を変異したLIMK1はVEGFによる血管内皮細胞の運動と管腔形成を阻害することを見出し,本シグナル経路の重要性を解明した。3)SSH1はFアクチンとの結合によって活性化されることを報告したが、今年度はSSH1分子内の3カ所のFアクチン結合部位を同定し、活性化に必要な領域を同定した。

肌动蛋白细胞骨架的重组在细胞形态变化、迁移、分裂等过程中发挥着重要作用。在本研究中，我们将阐明控制细胞骨架的信号转导机制，重点关注LIM激酶（LIMK）和Slingshot（SSH）对cofilin的磷酸化和去磷酸化途径，并研究细胞运动和形态的时空变化。我们进行了研究，旨在阐明控制这一点的系统，并获得了以下结果。 1)我们阐明了丝切蛋白磷酸化在趋化因子诱导的T细胞迁移中的时间和空间控制的重要性。用细胞迁移因子 SDF1 刺激 Jurkat 细胞后，我们发现 cofilin 瞬时磷酸化的诱导以及 SSH1 和 cofilin 在前端的积累。此外，抑制LIMK1和丝切蛋白的表达抑制细胞运动和迁移，而抑制SSH1的表达仅抑制迁移。对 LIMK1、SSH1 和 cofilin siRNA 细胞的延时观察结果显示，LIMK1 由于其形成板状伪足的能力而对于细胞运动至关重要，cofilin 由于其重组肌动蛋白的能力而对于细胞运动至关重要，而 SSH1 对于细胞运动至关重要我们发现，它对于极性形成和定向运动（迁移）至关重要。 2）我们阐明了激活 LIMK1 的新信号通路。我们发现，LIMK1 的激活对于肌动蛋白骨骼重组和 VEGF（一种血管生成因子）促进血管内皮细胞的运动是必需的。我们还发现 LIMK1 被 MAPKAPK-2 磷酸化并激活，MAPKAPK-2 在 p38MAP 激酶的下游被激活。我们发现磷酸化位点突变的 LIMK1 抑制 VEGF 诱导的血管内皮细胞运动和管形成，阐明了该信号通路的重要性。 3）据报道，SSH1通过与F-actin结合而被激活，今年我们在SSH1分子内鉴定了三个F-actin结合位点，并确定了激活所需的区域。

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

R.Niwa, et al.: "control of actin reorganization by slingshot, a family of phosphatases that dephosphorylate ADF/cofilin"Cell. 108・2. 233-246 (2002)

R. Niwa 等人：“通过弹弓（ADF/cofilin 去磷酸化的磷酸酶家族）控制肌动蛋白重组”Cell。108・2。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

水野健作(分担): "細胞骨格と細胞運動"シュプリンガー・フェアラーク(竹縄忠臣編). 221 (2002)

Kensaku Mizuno（撰稿人）：“细胞骨架和细胞运动”Springer-Verlag（竹轮忠臣编辑）221（2002）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

J.Toshima, et al.: "Cofilin phoshory lation and actin reorganization activities of testicular protein kinase 2"J.Biol.Chem.. 276・33. 31449-31458 (2001)

J. Toshima 等：“睾丸蛋白激酶 2 的丝动蛋白磷酸化和肌动蛋白重组活性”J. Biol. 276・33 (2001)。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

A pathway of neuregulin-induced activation of cofilin-phosphatase Slingshot and cofilin in lamellipodia.

DOI：
10.1083/jcb.200401136
发表时间：
2004-05-24
期刊：
The Journal of cell biology
影响因子：
0
作者：
Nagata-Ohashi K;Ohta Y;Goto K;Chiba S;Mori R;Nishita M;Ohashi K;Kousaka K;Iwamatsu A;Niwa R;Uemura T;Mizuno K
通讯作者：
Mizuno K

十島二朗, 水野健作: "「細胞の形態形成の基本メカニズム」第3章分担(高井義美ら編集)"金芳堂. 200 (2001)

Jiro Toshima、Kensaku Mizuno：“‘细胞形态发生的基本机制’第 3 章（由 Yoshimi Takai 等人编辑）”Konpodo 200 (2001)。