Novel approach focusing on the tight junction-based paracellular barrier combined with the apical barrier toward understanding and manipulating epithelial barriers

专注于基于紧密连接的细胞旁屏障与顶端屏障相结合的新方法，以理解和操纵上皮屏障

• 批准号: 19H05468
• 负责人: 月田 早智子
• 金额: $ 358.59万
• 依托单位: Teikyo University (2020-2023)Osaka University (2019)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-23 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H05468/
• 关键词: 上皮バリア; タイトジャンクション; クローディン; 上皮細胞; 細胞骨格; アピカル膜; アピカル骨格; クライオ電顕; TJストランド; 細胞間バリア; TJ-アピカル複合体; アピカル細胞骨格; TJ-ストランド; TJ-MAPs

上皮バリアは、タイトジャンクション (TJ) による上皮細胞間バリアと上皮細胞アピカル膜のアピカル面バリアで形成され、物質移動の制限と選択的透過を行うことで、生体の内部環境の恒常性を保持・外部からの摂動に対応させ、種々の生体機能を構築する。本研究では、1. TJの分子構築の生体内実態を明らかにし、TJ細胞間バリア操作法開発の基盤とすることを目的とする。また、2.「TJ-アピカル複合体」を分子・細胞・個体レベルで解析し、細胞間バリアがアピカル面バリアと連携した「上皮バリア」による生体機能の構築原理を統合的に解明する。この2つの解析結果を軸に、上皮バリア学の新展開、および、新規操作法の開拓を目指す。本年度は、1. について、cryo-FIB, クライオ電顕トモグラフィー解析に有用なCldnの発現するEph4培養上皮細胞系の確立を進めた。本細胞系の確立と合わせて、TJの生体内分子構築解明のためのcryo-FIB, クライオ電顕トモグラフィー解析の条件設定を進めた。また、2.について、階層縦断的な解析を進めた。 (2.1 ) 細胞レベルでのTJ－アピカル複合体の機能解析では、TJMAPs 結合蛋白質について系統的解析を進めた。同時に、TJMAP2ノックダウン(KD)マウス胃炎の組織レベルの解析を進めた。 (2.2) 組織レベルでのTJ－アピカル複合体の機能解析として、気管上皮初代培養(MTEC)において、基底小体（Basal body: BB）とそれに付随するBasal foot (BF) が各々、緑蛍光のGFPと、赤蛍光のmRuby3により2蛍光色でラベルされたtransgenicマウスの系で、「多繊毛上皮細胞が発生、分化する過程で 、どのように繊毛根元の基底小体の方向性と配列が揃い、秩序ある繊毛運動が確立するか」、結果のまとめを進めた。

Epithelial バ リ ア は, タ イ ト ジ ャ ン ク シ ョ ン (TJ) に よ る between epithelial cells バ リ ア と epithelial cells ア ピ カ ル membrane の ア ピ カ ル surface バ リ ア で form さ れ limitations, material movement の と sentaku through を line う こ と で, living body の internal environment の constancy を keep, external か ら の, dynamic に 応 seaborne さ せ, kind of 々 の raw body enginery を build す る. This study で は, 1. TJ の molecules to construct の be born the body state を Ming ら か に し, TJ バ リ ア operation open 発 の base plate と す る こ と を purpose と す る. ま た, 2. "TJ - ア ピ カ ル complex" を molecular, cellular, individual レ ベ ル で analytical し, intercellular バ リ ア が ア ピ カ ル surface バ リ ア と し link-up た "epithelial バ リ ア" に よ る raw body enginery の constructing principle を integrative に interpret す る. The analysis results of the を axis に, the new development of epithelium バリア, the および, and the new regulation operation method <e:1> expand the を index す. は this year, 1. に つ い て, then FIB, ク ラ イ オ electric 顕 ト モ グ ラ フ ィ ー parsing に useful な Cldn の 発 now す る Eph4 cultivate の epithelial cell line established を into め た. This cell line と の established close わ せ て, TJ の raw molecules in the body building interpret の た め の then FIB, ク ラ イ オ electric 顕 ト モ グ ラ フ ィ ー parsing の conditions set を into め た. Youdaoplaceholder0, 2. Youdaoplaceholder1 に て て て, the な analysis of the hierarchy 縦 division を into めた. (2.1) cells レ ベ ル で の TJ - ア ピ カ ル complex の function analytical で は, TJMAPs binding protein に つ い て system analytic を into め た. At the same time, に, TJMAP2ノッ ダウ ダウ ダウ (KD) ウス ウス gastritis <s:1> tissue レベ レベ <s:1> <s:1> analysis を enter めた. (2.2) organization レ ベ ル で の TJ - ア ピ カ ル complex の function analytical と し て, 気 tube epithelial original training (MTEC) に お い て, Basal corpuscle (Basal hominins body:​ , ど の よ う に 繊 Mao Genyuan の の と direction of basal body with column が Jian い, order あ る 繊 movement が MAO established す る か ", result の ま と め を into め た.

项目成果

Tight junction as an organizer for the whole apical surface barrier of epithelia

紧密连接作为整个上皮表面屏障的组织者

• 发表时间: 2021
• 作者: Fukunaga Yusuke;Longo Roberto C.;Ventzek Peter L. G.;Lane Barton;Ranjan Alok;Hwang Gyeong S.;Hartmann Gregory;Tsutsumi Takayoshi;Ishikawa Kenji;Kondo Hiroki;Sekine Makoto;Hori Masaru;Sachiko Tsukita
• 通讯作者: Sachiko Tsukita

New findings of human iPS cell-derived airway and alveolar epithelial cells」 Marsico Seminar Series (Webinar)

“人类iPS细胞来源的气道和肺泡上皮细胞的新发现”Marsico研讨会系列（网络研讨会）

• 发表时间: 2020
• 作者: Gotoh;S.
• 通讯作者: S.

数理腫瘍学の方法(計算生物学入門)、

数学肿瘤学方法（计算生物学导论），

• 发表时间: 2020
• 作者: Okazaki Yasumasa;Tanaka Hiromasa;Hori Masaru;Toyokuni Shinya;鈴木貴
• 通讯作者: 鈴木貴

Role of the arrangement of basal bodies in establishment of the coordinated ciliary beating in multi-ciliated cells.

基体排列在多纤毛细胞协调纤毛跳动建立中的作用。

• 发表时间: 2019
• 作者: Nakayama;S.;Konishi;S.;Yano;T.;Herawati;E.;Kashihara;H.;Tamura;A.,and Tsukita;S.
• 通讯作者: S.

Applications of human pluripotent stem cells to lung research

人类多能干细胞在肺部研究中的应用

• 发表时间: 2020
• 作者: 後藤慎平