Molecular mechanism for polarization and repolarization of epithelial cells and hepatocytes

上皮细胞和肝细胞极化和复极化的分子机制

• 批准号: 21H02698
• 负责人: 住本 英樹
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02698/
• 关键词: 細胞極性; 上皮細胞; 肝細胞

（１）上皮細胞の再極性化の分子機構の解明について①「細胞内 apical 膜凝集体」の構造の解明：腎尿細管上皮細胞由来MDCK 細胞、大腸癌由来Caco-2細胞および乳腺癌由来MCF-7細胞を用いた解析により、上皮細胞の極性が失われた後に生成される「細胞内 apical 膜凝集体」は、apical膜由来の細胞内顆粒と低分子量Gタンパク質Rab11aをもつ顆粒の２種類の顆粒の集合体であること、apical膜由来顆粒には微絨毛様構造が存在すること等を明らかにした。 ②「細胞内 apical 膜凝集体」の動態を制御する分子の同定とその作用機序の解明：Ca switch法およびATP switch法を用いた超解像顕微鏡 live imagingの解析により、細胞の再極性化後、「細胞内apical膜凝集体」からapical膜由来顆粒がRab11a陽性になって新たに出芽し、この新たな顆粒が『apical膜が再構成される場所』へとexocytosisされることを示した。さらに、このexocytosisされる過程に低分子量Gタンパク質の１つであるCdc42が中心的な役割を担うことを明らかにした。また、Cdc42の下流では、Cdc42結合タンパク質であるPar6やCIP4、N-WASP等が重要な働きを担うことを明らかにした。 ③「細胞内basolateral膜由来凝集体」の動態：上皮細胞の極性が失われた時には「細胞内apical膜凝集体」に加えて「細胞内basolateral膜由来凝集体」が形成されることを見出し、この「細胞内basolatera膜由来凝集体」には３量体Gタンパク質共役型受容体GPR125も含まれ、そのbasolateral膜への輸送にはアダプタータンパク質であるDlg1やDvl1などが必要であることを明らかにした。（２）肝細胞の極性形成の分子機構肝細胞の極性形成の分子機構を解析する為に、マウス初代培養肝細胞のcollagen sandwich培養系をさらに向上させるための条件を行い、優れた実験系の構築に成功した。

(1) Explanation of the molecular mechanism of epithelial cell repolarization ① Explanation of the structure of intracellular apical membrane aggregates: Renal and urinary tubule epithelial cells derived from MDCK cells, colorectal cancer derived from Caco-2 cells, breast cancer derived from MCF-7 cells. The apical membrane is derived from microvilli. (2) Explanation of molecular identity and mechanism of action of intracellular apical membrane aggregates: Ca switch method and ATP switch method were used for superresolution and analysis of microscope live imaging. After repolarization of cells, intracellular apical membrane aggregates changed from apical membrane-derived particles to Rab11a positive particles, new particles to apical membrane reconstitution sites, and exocytosis. In the process of exocytosis, the low molecular weight G_(1) C_(42) C_(42) C_(4 Cdc-42, Cdc-42③ Dynamics of "intracellular basolateral membrane origin aggregates": The polarity of epithelial cells is lost when the intracellular apical membrane aggregates are formed. The intracellular basolateral membrane aggregates are formed when the intracellular basolateral membrane aggregates are formed. The intracellular basolateral membrane aggregates are formed when the intracellular basolateral membrane aggregates are formed. The intracellular basolateral membrane aggregates are formed when the intracellular basolateral membrane aggregates are formed. The intracellular basolateral membrane aggregates are formed when the intracellular basolateral membrane aggregates are formed when the intracellular basolateral membrane aggregates are formed. The intracellular basolateral membrane aggregates are formed when the intracellular basolateral membrane aggregates are formed when the intracellular basolateral membrane aggregates are formed. The intracellular basolateral membrane aggregates are formed when the intracellular basolateral membrane aggregates are formed. The intracellular basolateral membrane aggregates are formed when the intracellular basolateral membrane aggregates are formed when the intracellular basolateral membrane aggregates are formed. The intracellular basolateral membrane aggregates are formed when the intracellular basolateral membrane aggregates are formed when the intracellular basolateral membrane aggregates are formed. The intracellular basolateral membrane aggregates are formed when the intracellular basolateral membrane aggregates are formed when the intracellular basolateral membrane aggregates are formed. The transmission of the basolateral membrane is necessary. (2) Molecular mechanism of hepatocyte polarity formation Molecular mechanism of hepatocyte polarity formation

项目成果

GPR125 (ADGRA3) is an autocleavable adhesion GPCR that traffics with Dlg1 to the basolateral membrane and regulates epithelial apicobasal polarity.

• DOI: 10.1016/j.jbc.2022.102475
• 发表时间: 2022-10
• 期刊: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 4.8
• 作者: Sakurai, Tsubasa;Kamakura, Sachiko;Hayase, Junya;Kohda, Akira;Nakamura, Masafumi;Sumimoto, Hideki
• 通讯作者: Sumimoto, Hideki

特別講演： 消化管での生体防御・炎症と活性酸素生成酵素 NOX/DUOX

特别讲座：生物防御/胃肠道炎症和活性氧生成酶NOX/DUOX

• 发表时间: 2021
• 作者: 林 寛敦;秋山 徹 (分担執筆、藤田 直也/編;住本 英樹
• 通讯作者: 住本 英樹

NADPH Oxidases Revisited: From Function to Structure

重温 NADPH 氧化酶：从功能到结构

• 发表时间: 2023
• 作者: Sumimoto;H.;Kohda;A.;Hayase;J.;Kamakura;S.
• 通讯作者: S.

NADPH オキシダーゼ (NOX) の構造と機能：食細胞の酵素から全身の調節分子へ

NADPH氧化酶（NOX）的结构和功能：从吞噬酶到全身调节分子

• 发表时间: 2022
• 作者: Miyashita H;Oikawa D;Terawaki S;Kabata D;Shintani A;Tokunaga F.;住本 英樹
• 通讯作者: 住本 英樹