走化性シグナル伝達における複数の興奮性経路の研究

趋化信号传导中多种兴奋途径的研究

基本信息

批准号：
15J01805
负责人：
田鍋友紀
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、走化性シグナル伝達を独立に調節するPI3K(PIP3)経路とsGC経路の分子局在が、細胞の走化性にどのように寄与しているか明らかにした。興奮系であることが示された2つの分子局在を生細胞で同時に観察し、同じ入力信号に対して2つの興奮性経路の応答に違いがあるのか調べた。するとPIP3経路と比べて不応期の短いsGC経路の分子局在が高頻度に観察された。不応期の長さという興奮系のパラメータが細胞の走化性制御で重要であるという、新たな知見を得ることが出来た。更に、sGC局在の短い不応期がsGCの酵素反応生成物であるcGMPによって制御されている事を明らかにした。sGCは細胞の前側に局在して仮足を安定化するという機能とは別に細胞内セカンドメッセンジャーであるcGMPを合成する。細胞内のcGMP濃度が低い変異株ではsGC局在が持続的に観察される一方で、cGMP濃度が高い変異株ではsGC局在は稀にしか観察されなくなった。これらの変異株では細胞内のF-アクチン局在の頻度も同じように変化していたことから、細胞内cGMP濃度が細胞のF-アクチン局在制御にも関わっており、細胞運動をうまく調節している事が明らかとなった。本年度の研究により、細胞が持つ複数の興奮性シグナル伝達経路は不応期という特徴量において異なる特性を有しており、外部刺激に対して単一経路だけの応答よりももっと柔軟な応答を可能にしている事が示唆された。現在は、細胞性粘菌だけの知見にとどまっているが、白血球やがん細胞のようなヒトの細胞で同じ性質が保存されているか調べることで、走化性研究の新たな分野が拓けると考えられる。

今年，我们已经阐明了PI3K（PIP3）途径和SGC途径的分子定位如何独立调节趋化信号传导，这有助于细胞趋化性。在活细胞中同时观察到了两种被证明是兴奋系统的分子定位，以确定是否响应于两种兴奋性途径有差异。这观察到了SGC途径的高频率分子定位，在难治期比PIP3途径短。我们已经获得了新的知识，即激发系统参数（难治性周期的长度）在细胞趋化控制中很重要。此外，揭示了SGC定位的短期难治性周期由SGC的酶反应产物CGMP控制。 SGC除了将细胞的前侧定位并稳定伪足的功能外，还合成了第二个细胞内信使CGMP。尽管在低细胞内CGMP浓度的突变体中连续观察到SGC定位，但在高细胞内CGMP浓度的突变体中很少观察到SGC定位。这些突变菌株还改变了细胞内F-肌动蛋白定位的频率，并且发现细胞内CGMP浓度参与细胞中F-肌动蛋白定位的调节，并且它们成功地调节了细胞运动。今年的研究表明，在难治阶段，细胞具有不同特征的多种兴奋性信号通路，使对外部刺激的响应更加灵活，而不是单个途径响应。目前，我们只知道细胞粘液霉菌，但是通过检查是否保留在人类细胞（例如白细胞和癌细胞）中的相同特性，可以认为可以打开趋化性研究的新领域。