多核巨細胞の形成を担う細胞融合メカニズムの解明

阐明形成多核巨细胞的细胞融合机制

• 批准号: 15K07047
• 负责人: 竹ヶ原 宜子
• 金额: $ 3.24万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15K07047/
• 关键词: 破骨細胞; 細胞融合; 膜タンパク分子

細胞融合は生体内において様々な現象に関与しているが、細胞融合を担う融合タンパクおよび細胞融合の分子制御メカニズムの全貌はいまだ明らかではない。本研究では破骨細胞をマクロファージ系細胞の細胞融合モデルとし、細胞融合を担う分子の同定、ひいては細胞融合を制御する分子メカニズムの解明を目的とする。本年度、細胞周期がG1期でDNA量が2倍の細胞（G1x4N細胞）を細胞融合能力を獲得した細胞融合コンピテント細胞として同定した。さらにこのコンピテント細胞を用いてクローニングした細胞膜分子Iの遺伝子欠損マウスを作成し、破骨細胞分化過程における細胞膜分子Iの機能解析を行った。その結果、細胞膜分子I欠損細胞は野生型細胞に比べて多核破骨細胞の形成が顕著に障害されていた一方、細胞膜分子Iを強制発現させると、遺伝子欠損細胞の多核化が回復することが明らかとなった。また、EGFP標識した細胞膜分子Iを発現させた293細胞と親株293細胞を共培養すると、EGFP発現細胞同士の接着面にEGFPのシグナルの凝集が認められた一方、親株細胞との接着面には認められず、細胞膜分子Iは同種親和性であることが明らかとなった。さらに、野生型および細胞膜分子I遺伝子欠損破骨細胞を用いてトランスクリプトーム解析をした結果、遺伝子欠損細胞ではインテグリンのシグナル制御が障害されていることを示唆する知見が得られた。これらの結果から、細胞膜分子Iはインテグリンの活性化を制御することにより、破骨細胞の多核化を担っていることが示唆された。

细胞融合参与体内多种现象，但负责细胞融合的融合蛋白以及细胞融合的分子控制机制仍不清楚。在本研究中，我们使用破骨细胞作为巨噬细胞的细胞融合模型，旨在鉴定负责细胞融合的分子，并最终阐明控制细胞融合的分子机制。今年，我们鉴定出处于细胞周期G1期且DNA量是其两倍的细胞（G1x4N细胞）作为具有融合能力的细胞，获得了细胞融合能力。此外，我们利用这些感受态细胞克隆了缺乏细胞膜分子I基因的克隆小鼠，并分析了细胞膜分子I在破骨细胞分化过程中的功能。结果表明，与野生型细胞相比，细胞膜分子I缺陷的细胞中多核破骨细胞的形成显着受损，而细胞膜分子I的强制表达恢复了基因缺陷细胞中的多核化。此外，当表达EGFP标记细胞膜分子I的293细胞与亲代细胞系293细胞共培养时，在表达EGFP的细胞之间的粘附表面上观察到EGFP信号聚集，而在与亲代细胞的粘附表面上观察到EGFP信号聚集。细胞系中没有观察到这一点，表明细胞膜分子 I 是同源的。此外，使用野生型和细胞膜分子 I 基因缺陷的破骨细胞进行的转录组分析揭示了基因缺陷细胞中整合素信号调节受损的结果。这些结果表明细胞膜分子 I 通过调节整合素激活在破骨细胞多核中发挥作用。

项目成果

University of Pennsylvania(米国)

宾夕法尼亚大学（美国）

RANKL-induced incomplete cytokinesis constitutes osteoclast polyploidization in addition to cell fusion

RANKL诱导的不完全胞质分裂除了细胞融合之外还构成破骨细胞多倍化

• 发表时间: 2015
• 作者: 竹ヶ原宜子;Hyunsoo Kim;Yongwon Choi;Noriko Takegahara
• 通讯作者: Noriko Takegahara

Involvement of Receptor Activator of Nuclear Factor-κB Ligand (RANKL)-induced Incomplete Cytokinesis in the Polyploidization of Osteoclasts.

• DOI: 10.1074/jbc.m115.677427
• 发表时间: 2016-02-12
• 期刊: The Journal of biological chemistry
• 作者: Takegahara N;Kim H;Mizuno H;Sakaue-Sawano A;Miyawaki A;Tomura M;Kanagawa O;Ishii M;Choi Y
• 通讯作者: Choi Y

細胞質分裂の失敗 破骨細胞の多核化を担う新たなメカニズム

细胞分裂失败：破骨细胞多核化的新机制

• 发表时间: 2016
• 作者: Takegahara N;Kim H;Mizuno H;Sakaue-Sawano A;Miyawaki A;Tomura M;Kanagawa O;Ishii M;Choi Y.;竹ヶ原宜子;竹ヶ原宜子
• 通讯作者: 竹ヶ原宜子

破骨細胞の融合メカニズム

破骨细胞融合机制

• 发表时间: 2016
• 作者: Takegahara N;Kim H;Mizuno H;Sakaue-Sawano A;Miyawaki A;Tomura M;Kanagawa O;Ishii M;Choi Y.;竹ヶ原宜子
• 通讯作者: 竹ヶ原宜子