さまざまな細胞中にみられるストレスファイバーの構造と機能:表層細胞膜への連結様式および流れ需要機構の解明

各种细胞中发现的应力纤维的结构和功能：阐明与表面细胞膜的连接模式和流动需求机制

• 批准号: 08740645
• 负责人: 加藤 一夫
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: National Cardiovascular Center Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08740645/
• 关键词: ストレスファイバー; 接着; 電子顕微鏡; 共焦点レーザ走査顕微鏡; 血管内皮細胞; 線維芽細胞

細胞中に存在するストレスファイバーは細胞の形態維持、収縮、接着に重要な役割を演じていると考えられている。ストレスファイバーの分布を注意深く観察すると、細胞の基底部を走るもののほかに、細胞の上部表層に沿って走るストレスファイバーも数多く存在し、これらがどのような役割を持っているのか、また表面細胞膜との関係がどのようになっているのかはまったく明らかではなかった。本研究ではストレスファイバーが数多く観察される培養ヒト線維芽細胞、ウシ血管内皮細胞を材料として細胞内のストレスファイバーの超微細形態を電子顕微鏡法を用いて解析を進め、その結果、細胞の上部表層に分布するストレスファイバーは表層の細胞膜と電子密度の高い物質を介して連結していることが分った。また、共焦点レーザー走査顕微鏡を用いて各種接着関連タンパク質(アクチン、ミオシン、α-アクチニン、ビンキュリン、テイリン、パキシリン、インテグリンファミリーなど)抗体による解析を進めた結果、細胞上部表層を走るストレスファイバーはこれらの接着関連タンパク質によって細胞膜に連結していることが明らかになった。これらの結果は、通常細胞の基底面に存在する接着斑(focal adhesion)様構造がストレスファイバーを伴って細胞の上部表層に存在することを意味している。実際のモルモット腹部大動脈血管内皮細胞においても同様に解析したところ、培養系細胞と同様に上部表層を走るストレスファーバーも、接着関連タンパク質を介して細胞膜に連結していることが分った。このことから接着タンパク質を中心としたストレスファイバーと細胞膜との連結構造が細胞の流れ刺激受容体として機能している可能性が強く示唆された。本研究によりさまざまな細胞での上部表層に分布するストレスファイバーの細胞膜との結合様式、また、血管内皮細胞における流れ受容体としての可能性が明らかになった。

细胞中存在的应力纤维被认为在维持细胞形状、收缩和粘附方面发挥着重要作用。如果我们仔细观察应力纤维的分布，我们发现除了那些沿着细胞基部延伸的应力纤维外，还有很多沿着细胞上表层延伸的应力纤维。这些纤维有什么作用，它们如何与表面细胞膜相互作用？目前还不清楚它们之间的关系。在本研究中，我们利用培养的人成纤维细胞和牛血管内皮细胞，观察到许多应力纤维，通过电子显微镜分析细胞内应力纤维的超细形态，发现分布在细胞内的应力纤维与细胞内的应力纤维相连。通过电子致密物质的表面细胞膜。此外，通过共聚焦激光扫描显微镜，使用抗体分析各种粘附相关蛋白（肌动蛋白、肌球蛋白、α-肌动蛋白、纽蛋白、teilin、桩蛋白、整合素家族等），结果发现应力纤维在研究表明，细胞的上表面层是通过粘附相关蛋白与细胞膜连接的。这些结果表明，通常存在于细胞基底表面上的粘着斑样结构与应力纤维一起存在于细胞的上表面层中。对实际豚鼠腹主动脉内皮细胞的类似分析表明，与培养细胞一样，在上表面层运行的应力纤维也通过粘附相关蛋白与细胞膜连接。这强烈表明以粘附蛋白为中心的应力纤维与细胞膜之间的连接结构充当细胞流动刺激的受体。该研究揭示了分布在各种细胞上表面层的应力纤维与细胞膜的结合方式，以及它们作为血管内皮细胞中的流量受体的潜力。

项目成果

Yumiko Kano: "Macromolecular composition of stress fiber-plasma membrane attachment sites in endothelial cells in situ." Circulation Res.79. 1000-1006 (1996)

Yumiko Kano：“内皮细胞原位应力纤维-质膜附着位点的大分子组成。”

Kazuo Katoh: "Mutually exclusive distribution of the focal adhesion associated proteins and the erythrocyte membrane skeleton proteins in the human fibroblast plasma membrane undercoat." Cell Struct.Funct.21. 27-39 (1996)

Kazuo Katoh：“粘着斑相关蛋白和红细胞膜骨架蛋白在人成纤维细胞质膜下层中的相互排斥的分布。”

加藤一夫: "共焦点レーザー走査顕微鏡を使おう細胞骨格の観察法" 細胞工学. 15. 512-522 (1996)

Kazuo Kato：“使用共焦激光扫描显微镜观察细胞骨架”《细胞工程》15. 512-522 (1996)。

加藤一夫: "細胞骨格による情報伝達:細胞膜-stress fiber接着構造" 細胞. 22. 552-557 (1996)

加藤一夫：“通过细胞骨架的信息传递：细胞膜-应力纤维粘附结构”细胞。22。552-557（1996）