分離培養破骨細胞の基質からの離脱に対するポドゾーム接着構造の動態解析

足体粘附结构响应分离培养破骨细胞与基质分离的动态分析

基本信息

批准号：
19890241
负责人：
高間敬子
金额：
$ 2.92万
依托单位：
Osaka Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19890241/
关键词：
破骨細胞ポドゾーム

项目摘要

骨吸収機能という特異的な性質を持つ破骨細胞は、骨粗鬆症治療薬や骨補填剤などの開発の段階で特性評価の指標とされることも多いが、その接着機構は未だ不明な点が多い。本研究は分離培養破骨細胞の細胞骨格の動態変化を明らかにし、機能制御機構を形態学的に明らかにするために行うものである。当該年度では分離培養破骨細胞におけるポドゾームおよびアクチンリングの接着へのかかわりを明らかにするため、これらの細胞骨格の形態変化を遺伝子工学的手法、分子細胞生物学的手法を用いて検証した。研究実施計画に基づき、生きたままの分離培養破骨細胞を採取しGFP-タグを付与したアクチンベクターを導入した後、アクチン細胞骨格の動態を観察した。結果、アクチンの重合と脱重合により独立した個々のポドソームが融合しアクチンリングを形成していく様子について、タイムコースを含めて可視化することができた。これにより、アクチンベルトは比較的安定した構造物であるが、全体として個々の独立したポドゾームは消失しやすいことが明らかにされた。また、セルシェアリングを用いた細胞骨格の観察と立体構築によりポドゾーム接着構造を三次元的に解析することで、ポドゾームを構成するアクチン線維の一部が背側膜の一部を維持していることや、ポドゾームにおけるアクチン線維の重合方向が形態学的に明らかになった。さらに、クラスリンプラークの存在は接着側の細胞膜におけるレセプター・リガンド複合体の形成の場を供給する可能性と、細胞接着の両方に関与している可能性が示唆された。

具有骨吸收功能的特定特性的破骨细胞通常被用作在骨质疏松治疗药物和骨补充剂发展过程中表征的指标，但粘附机制仍然未知。进行了这项研究以阐明分离培养的破骨细胞的细胞骨架的动态变化，并在形态上揭示了功能控制机制。在今年，为了阐明足体和肌动蛋白环在孤立的培养的破骨细胞中的参与，使用基因工程和分子细胞生物学技术验证了细胞骨架中的这些形态学变化。基于研究实施计划，收集了活的破骨细胞，并带有GFP标记的肌动蛋白载体，并观察到肌动蛋白细胞骨架的动力学。结果，我们能够通过肌动蛋白聚合和去聚合形成肌动蛋白环（包括时间过程）来可视化单个足体融合在一起的方式。这表明，尽管肌动蛋白带是一种相对稳定的结构，但总体而言，单个独立的足体容易消失。此外，通过通过细胞共享观察和立体结构对足体粘附结构进行三维分析，据揭示了构成足蛋白纤维的部分肌动蛋白纤维保持背膜的一部分，以及podosomes中肌动蛋白纤维的聚合方向的方向。此外，有人提出，网格蛋白斑块的存在可能为粘附侧细胞膜形成受体配体复合物形成的位点，并且它们可能参与两种细胞粘附。