膜融合関連分子による細胞の極性形成および細胞増殖の調節機構の解明

本研究は、細胞内において膜蛋白質や分泌蛋白質を運ぶ輸送小胞と細胞膜との融合に働くSNARE蛋白質であるSNAP23とSyntaxin3の、上皮細胞の極性形成や細胞増殖における機能を解明することを目的とし、これらの分子の遺伝子欠損マウス（KOマウス）や遺伝子ノックダウン細胞などを用いて解析を行っている。これまでに、神経組織特異的SNAP23 KOマウスの解析から、SNAP23が発生中の大脳皮質脳室帯に存在する神経前駆細胞において細胞間接着に関わる分子であるN-cadherinの頂端膜への局在化に重要であり、細胞間接着複合体の形成を通して神経前駆細胞の極性形成に寄与していることを明らかにした。さらに、N-cadherinの細胞膜局在化においてSNAP23と共同で働くSNARE蛋白質としてVAMP8とSyntaxin1Bを同定し、これらの研究成果を発表した。令和4年度は主にSyntaxin3の小腸上皮特異的KOマウスについて解析を行った。Syntaxin3は上皮細胞の頂端面に局在するt-SNARE分子であり、頂端膜方向への極性輸送に重要と考えられている。小腸上皮特異的Syntaxin3 KOマウスを作製した結果、小腸上皮細胞において本来は頂端面に局在する蛋白質分子が細胞内へ異所的に局在する様子が観察された。このことから、Syntaxin3が頂端面への極性輸送に重要であり、極性輸送を介して上皮細胞の極性形成に関わっていることが示唆された。また、上皮細胞の細胞増殖の亢進が認められたことから、細胞極性の異常が増殖亢進へ関わっている可能性が示唆された。この分子メカニズムを解明するため、RNAseqやプロテオミクス解析を行い、細胞増殖に関わるいくつかの因子を同定した。現在これらの因子の分泌メカニズムの解析を行っている。

本研究は、細胞内において膜蛋白質や分泌蛋白質を運ぶ輸送小胞と細胞膜との融合に働くSNARE蛋白質であるSNAP23とSyntaxin3の、上皮細胞の極性形成や細胞増殖における機能を解明することを目的とし、これらの分子の遺伝子欠損マウス（KOマウス）や遺伝子ノックダウン細胞などを用いて解析を行っている。これまでに、神経組織特異的SNAP23 KOマウスの解析から、SNAP23が発生中の大脳皮質脳室帯に存在する神経前駆細胞において細胞間接着に関わる分子であるN-cadherinの頂端膜への局在化に重要であり、細胞間接着複合体の形成を通して神経前駆細胞の極性形成に寄与していることを明らかにした。さらに、N-cadherinの細胞膜局在化においてSNAP23と共同で働くSNARE蛋白質としてVAMP8とSyntaxin1Bを同定し、これらの研究成果を発表した。令和4年度は主にSyntaxin3の小腸上皮特異的KOマウスについて解析を行った。Syntaxin3は上皮細胞の頂端面に局在するt-SNARE分子であり、頂端膜方向への極性輸送に重要と考えられている。小腸上皮特異的Syntaxin3 KOマウスを作製した結果、小腸上皮細胞において本来は頂端面に局在する蛋白質分子が細胞内へ異所的に局在する様子が観察された。このことから、Syntaxin3が頂端面への極性輸送に重要であり、極性輸送を介して上皮細胞の極性形成に関わっていることが示唆された。また、上皮細胞の細胞増殖の亢進が認められたことから、細胞極性の異常が増殖亢進へ関わっている可能性が示唆された。この分子メカニズムを解明するため、RNAseqやプロテオミクス解析を行い、細胞増殖に関わるいくつかの因子を同定した。現在これらの因子の分泌メカニズムの解析を行っている。