哺乳類上皮細胞のａｐｉｃａｌ膜形成メカニズムの解明

阐明哺乳动物上皮细胞顶膜形成机制

基本信息

批准号：
14J05233
负责人：
早瀬純也
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J05233/
关键词：
上皮細胞 apical膜形成 apical膜

项目摘要

上皮細胞は、体内と体外を区切ることで異物侵入を阻止する一方で、腸管では栄養物を吸収し、腎尿細管では老廃物を排泄するといった多様な役割を果たす。上皮細胞がこのような適切な機能を発揮するためには、体外環境に接するapical膜と体内環境に接するbasolateral膜という性質の異なる膜ドメインを形成し、維持することが必要不可欠である。今までのところ、哺乳類上皮細胞において何がapical膜を規定し、どのような過程を経てapical膜が形成されるのかは明らかにされていない。申請者はこれまでの研究結果から、Crumbs familyタンパク質の１つであるCrb3がapical膜形成を促進することを明らかにした。本研究において、これまでにCrumbs familyの解析を中心としたapical膜形成メカニズムの解明を目指して解析を行ってきた。また、apical膜規定因子の同定に加え、上皮細胞のapical膜ドメインがどのように形成されるのかを明らかにするため、長時間高分解能タイムラプスイメージングの実験系を立ち上げ、解析を行ってきた。本年度は回折限界を超える超解像顕微鏡を用いることにより、3次元培養中におけるapical膜タンパク質の挙動だけでなく、basal膜タンパク質が細胞膜に運ばれる新たな輸送メカニズムを見出し、細胞外基質中で上皮細胞がapico-basal polarityを形成する機構を明らかにすることができた。今後はこれまでに明らかにしてきた細胞外基質中における上皮細胞のapical膜及びbassolateral膜の挙動の変化について論文として報告する予定である。

上皮细胞将身体内外分隔开来，防止异物进入体内，同时发挥着多种作用，如在肠道中吸收营养物质，在肾小管中排出废物等。为了使上皮细胞执行这些适当的功能，必须形成并维持具有不同特性的膜域：接触外部环境的顶膜和接触内部环境的基底外侧膜。迄今为止，尚未阐明哺乳动物上皮细胞顶膜的定义及其形成过程。基于之前的研究结果，申请人揭示了Crumbs家族蛋白之一的Crb3促进顶膜形成。在这项研究中，我们迄今为止进行了旨在阐明顶膜形成机制的分析，重点是对 Crumbs 家族的分析。此外，除了确定顶膜调节因子外，我们还建立了长期、高分辨率延时成像的实验系统，并进行了分析以阐明上皮细胞顶膜结构域是如何形成的。今年，通过使用超过衍射极限的超分辨率显微镜，我们不仅研究了3D培养过程中顶膜蛋白的行为，还发现了一种将基底膜蛋白转运到细胞膜的新转运机制。能够阐明细胞形成顶端-基底极性的机制。未来，我们计划在一篇论文中报告我们迄今为止所揭示的细胞外基质中上皮细胞顶膜和基底外侧膜行为的变化。