組織傷害により誘導される生体ストレス因子の同定とその制御機構の解明

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ダメージを受けた個体では、その情報を伝えるdanger signalが正常細胞へ伝播され、生体防御機構を活性化するという概念が確立されたが、どのようなdanger signalが、個体や組織に対してどのような影響を与えているのかは未だ不明である。これまでの研究成果から、損傷後の生存には腸におけるカスパーゼの活性化が必要であること、表皮の損傷後30分以内に腸のEC(吸収細胞)においてカスパーゼの活性化が認められ、ECが細胞死を引き起こすことを見出した。また、dpf-1変異体では損傷後の体液中に致死性誘導因子が存在することを示し、野生型とdpf-1変異体において損傷を与えた場合と与えていない場合の体液のプロテオミクス解析、メタボロミクス解析を行った。本年度はまず、電子顕微鏡観察により、dpf-1変異体の腸を取り巻く筋肉細胞やECMに以上があることを示した。また、野生型の腸におけるカスパーゼの活性化ECが腸管内腔側に突出し、核膜の構造が不明瞭になる様子が観察され、損傷後に腸細胞が脱落する様子をより詳細に解析した。さらに、dpf-1変異体で腸のECの入れ替わりに異常があることを示すため、一過的にECのみにプローブを発現させたハエを6日後に解剖することにより、プローブを発現した細胞がどの程度入れ替わったかを調べる実験を行った。その結果、野生型では6日間で40%程度のECが入れ替わったのに対し、dpf-1変異体では入れ替わったECは10%以下であった。このECの入れ替わりの阻害が損傷後の生存にどのように影響するかを検証するため、ISC(腸幹細胞)の細胞増殖を抑制し、新たなECの産生が抑制されたショウジョウバエを用いて表皮の損傷後の生存率を調べる実験を行ったところ、生存率の低下が認められた。さらに、プロテオミクス解析で得た致死性誘導因子の候補分子の一つ、カテプシン様タンパク質がdpf-1の損傷後の生存率の低下に寄与している可能性を示すデータを得た。