Molecular mechanism of tight junction maintenance by proteases

密着結合（タイトジャンクション）は、上皮細胞の細胞間を透過する物質の移動を制御・制限することによって、上皮組織のバリア機能を司っています。本研究は、密着結合に生じる微細な破綻が迅速に修復されることによってバリア機能が不断に維持される仕組みについて解析しています。密着結合は重合したクローディンによって構成されるTJストランドと呼ばれる微細構造を中心として構成されていますが、これまで、低濃度のプロテアーゼが作用すると新規のTJストランドが形成されること、この時にEpCAMという膜タンパク質が部分分解を受けることを見出しました。EpCAMは未重合のクローディン１・クローディン７と複合体を形成しており、プロテアーゼによる部分分解によってこれらのクローディンが解放され、重合できるようになることが分かりました。EpCAMは内在性のプロテアーゼによって一部部分分解を受けていることから、責任プロテアーゼを探索し、膜繋留型瀬リンプロテアーゼ（MASP）を見出しました。イヌ培養上皮MDCK II細胞に発現する４種類のMASP全てをノックアウトするとバリア機能が低下すること、その低下は、自発的に生じた微細なキズの修復が遅れるためであることを独自に開発したバリア機能ライブイメージングアッセイ系ZnUMBAを用いて示しました。EpCAM/クローディン７によるバリア機能の修復が生体内でも見られるかを調べるためマウス小腸の免疫染色を行い、細胞が新陳代謝に応じて脱離することが知られている絨毛先端において特異的にクローディン７が重合していることを見出しました。これらの結果を元に論文を執筆し、2023年初頭にJournal of Cell Biology誌に掲載されました。

密着結合（タイトジャンクション）は、上皮細胞の細胞間を透過する物質の移動を制御・制限することによって、上皮組織のバリア機能を司っています。本研究は、密着結合に生じる微細な破綻が迅速に修復されることによってバリア機能が不断に維持される仕組みについて解析しています。密着結合は重合したクローディンによって構成されるTJストランドと呼ばれる微細構造を中心として構成されていますが、これまで、低濃度のプロテアーゼが作用すると新規のTJストランドが形成されること、この時にEpCAMという膜タンパク質が部分分解を受けることを見出しました。EpCAMは未重合のクローディン１・クローディン７と複合体を形成しており、プロテアーゼによる部分分解によってこれらのクローディンが解放され、重合できるようになることが分かりました。EpCAMは内在性のプロテアーゼによって一部部分分解を受けていることから、責任プロテアーゼを探索し、膜繋留型瀬リンプロテアーゼ（MASP）を見出しました。イヌ培養上皮MDCK II細胞に発現する４種類のMASP全てをノックアウトするとバリア機能が低下すること、その低下は、自発的に生じた微細なキズの修復が遅れるためであることを独自に開発したバリア機能ライブイメージングアッセイ系ZnUMBAを用いて示しました。EpCAM/クローディン７によるバリア機能の修復が生体内でも見られるかを調べるためマウス小腸の免疫染色を行い、細胞が新陳代謝に応じて脱離することが知られている絨毛先端において特異的にクローディン７が重合していることを見出しました。これらの結果を元に論文を執筆し、2023年初頭にJournal of Cell Biology誌に掲載されました。