哺乳動物上皮細胞における極性タンパク質 PAR-1の機能解析

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aPKC-PARシステムによる細胞極性制御機構のメカニズムを明らかにすることを目的とし、aPKC-PARシステムの構成因子の一つ、PAR-1bの機能解析を行った。PAR-1bの哺乳動物上皮細胞における新規結合タンパクの検索を行った結果、膜タンパク/膜骨格タンパク複合体であり、細胞外基質のラミニン受容体複合体でもあるユートロフィン/ジストログリカン複合体を同定した。ユートロフィン/ジストログリカンの発現抑制はPAR-1bと同様の細胞極性異常を示すことがわかった。さらに、PAR-1bの発現を抑制するとユートロフィン/ジストログリカンの正常な細胞内局在が失われ、さらにそのような細胞においては細胞外ラミニンの濃縮にも異常が起こっていた。単層に培養したMDCK細胞のアピカル側にコラーゲンIゲルを重層することにより、アピカルドメインの再構築が起きることが知られており、これまでにPAR-1bの発現抑制により、このアピカルドメインの再構築が起こらなくなることが分かっていたが、今回、ユートロフィン/ジストログリカン発現抑制細胞でも同様に、このアピカルドメインの再構築が起こらないことを明らかとした。さらに外来的にラミニンをコラーゲンIゲルに添加することにより、これらすべての発現抑制細胞における細胞間ルーメン形成異常がレスキューされることを明らかにした。以上の結果はPAR-1bがユートロフィン/ジストログリカンの局在制御を通じて細胞外ラミニンネットワークの構築を制御し、その結果構築された細胞外基質が上皮細胞のさらなる極性発達に必要となる細胞外から細胞内へのシグナルを生むというまったく新規のシグナル伝達系があることを示すものである。