一次繊毛先端部におけるアンテナ機能制御と繊毛病発症の分子機構

一次繊毛は、脊椎動物のほとんどすべての細胞にみられる突起構造であり、細胞外の化学的・物理的シグナルを受容する細胞の「アンテナ」として機能する。一次繊毛の先端部ではヘッジホッグシグナル依存的なGLIの活性化や繊毛内輸送の切り替えなどが起こっていると考えられるが、その生理機能は不明な点が多い。CEP104・CSPP1・ARMC9は一次繊毛先端部に局在し一次繊毛の伸長やヘッジホッグシグナルの制御に関わる。これらのタンパク質は繊毛病の一種であるジュベール症候群の原因遺伝子として知られており、機能不全によって上皮細胞の極性異常や上皮間葉転換(EMT)などを伴う嚢胞腎や線維化を引き起こすことが報告されている。本年度は上皮細胞の恒常性維持における一次繊毛先端タンパク質の役割を明らかにするために、上皮細胞の集団移動に着目した解析を行い、以下の結果を得た。1) EMT誘導転写因子の発現誘導によって実験的にEMTを誘導したところ、短時間の発現誘導では集団移動速度が上昇する一方で、長時間の発現誘導では集団移動速度が減弱するという結果が得られた。2)細胞のマイクロパターニング培養を用いて、MCF10A細胞の単一運動能や集団移動能を解析した。その結果、EMTを誘導した細胞では誘導時間の長さにかかわらず単一運動の速度が上昇した一方で、長時間誘導した細胞では集団の組織化が著しく遅延していることが明らかとなった。

一次繊毛は、脊椎動物のほとんどすべての細胞にみられる突起構造であり、細胞外の化学的・物理的シグナルを受容する細胞の「アンテナ」として機能する。一次繊毛の先端部ではヘッジホッグシグナル依存的なGLIの活性化や繊毛内輸送の切り替えなどが起こっていると考えられるが、その生理機能は不明な点が多い。CEP104・CSPP1・ARMC9は一次繊毛先端部に局在し一次繊毛の伸長やヘッジホッグシグナルの制御に関わる。これらのタンパク質は繊毛病の一種であるジュベール症候群の原因遺伝子として知られており、機能不全によって上皮細胞の極性異常や上皮間葉転換(EMT)などを伴う嚢胞腎や線維化を引き起こすことが報告されている。本年度は上皮細胞の恒常性維持における一次繊毛先端タンパク質の役割を明らかにするために、上皮細胞の集団移動に着目した解析を行い、以下の結果を得た。1) EMT誘導転写因子の発現誘導によって実験的にEMTを誘導したところ、短時間の発現誘導では集団移動速度が上昇する一方で、長時間の発現誘導では集団移動速度が減弱するという結果が得られた。2)細胞のマイクロパターニング培養を用いて、MCF10A細胞の単一運動能や集団移動能を解析した。その結果、EMTを誘導した細胞では誘導時間の長さにかかわらず単一運動の速度が上昇した一方で、長時間誘導した細胞では集団の組織化が著しく遅延していることが明らかとなった。