肝芽腫細胞間を連結する細胞膜ナノチューブの構造解析とがん悪性化に関わる役割

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細胞膜が伸長した細胞膜ナノチューブ(membrane nanotube, tunneling nanotube, TNT)は、遠隔にある細胞同士を物理的に連結して細胞から細胞へのシグナル輸送を可能にし、細胞間コミュニケーションをダイレクトにつかさどる。腫瘍におけるがん化にも細胞膜ナノチューブによるタンパク質輸送が関与していると考えられている。これまで小児悪性腫瘍である肝芽腫(hepatoblastoma)における微小環境（ニッチ）の特性、ヒト肝芽腫細胞間における細胞膜ナノチューブの構造と機能について検討してきた。肝芽腫細胞間には種々の構造の細胞膜ナノチューブが形成されるが、チューブで連結された細胞の多くは共通した特徴を有していることが確認された。肝芽腫細胞株(HuH-6 Clone-5)を用いて２次元培養を行うと、細胞膜ナノチューブにより連結された肝芽腫細胞の多くは球状を呈し、扁平に進展した細胞上に接着した状態で認められた。ポリマーベースのナノファイバースキャホールド上で３次元培養を行うと、走査型電子顕微鏡により同様の形態の細胞が観察された。特有の形態を示す細胞には、細胞膜ナノチューブ形成を誘導するタンパク質であるM-Sec(TNFα-induced protein2, Tnfaip2）の存在が確認された。また、がん細胞の増殖を促進するmTOR（mammalian target of rapamycin）、がん細胞の移動と浸潤能を亢進させるIL-6の受容体(IL-6R)に対する強い反応も認められた。さらに、免疫染色を用いたin vivoイメージング法により生細胞を観察した結果、細胞膜ナノチューブを介したミトコンドリアの移送がみられた。SEMによる観察では細胞膜ナノチューブに球状構造(gondola)が観察され、ミトコンドリアの移送が示唆された。