ｉＰＳ細胞からの筋形成過程におけるジストロフィン機能：１分子イメジングによる解明

iPS 细胞肌生成过程中抗肌营养不良蛋白的功能：通过单分子成像阐明

• 批准号: 12J03655
• 负责人: 陳 莉敏
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J03655/
• 关键词: ジストログリカン; ジストロフィン; １分子観察; 1分子観察; 筋ジストロフィー; iPS細胞

本研究では、細胞外マトリックスと細胞骨格アクチン線維を結合させるジストロフィン－ジストログリカン（DP-DG）複合体について、動態と外力による変化を解明し、Duchenne型筋ジストロフィー（DMD症）の発症機構を明らかにすることを目標としている。DMD症は筋萎縮症の中最も頻度が高く、およそ5歳から筋力低下が起こり、20歳代で心不全または呼吸不全により死に至る。原因はジストロフィン（DP）不全である。年齢が上昇するにつれて重篤化するのは、筋収縮時の力学的ストレスにDP不全筋細胞が耐えられないからだと考えているが、しかし、未だ解明には至っていない。私は、DGの細胞外ドメイン（αサブユニット）と細胞質ドメイン（βサブユニット）の両方を、二種類の蛍光物質で標記し、全反射顕微鏡で１分子観察を行い、これらのDGサブユニットの動きを追跡してきた。その結果、DGはプロテアーゼで切断されてαとβのサブユニットに分解されるが、αとβのサブユニットその後も相互作用する、相互作用時間は0.2秒程度であり、次々と結合相手を変えていく、αとβサブユニットは単純な拡散運動ではなく、細胞膜上で一時停留と拡散（時間比で6:4）を繰り返す、一時停留は特定の部位でおきやすい、などを発見した。さらに人工DP分子を用いて、DPとDGの２色同時１分子観察に成功し、1個のDP-DG複合体は寿命が1秒未満であり、細胞外マトリックスと細胞骨格アクチン線維とを動的に結合していること、DP-DG複合体は一個の細胞に多数あり、全体としては常に結合を保っていることが分かった。このことから、複合体は、全体としては常に結合を保ち、単体では結合が外れやすいことで、外力による細胞膜の破壊を避けていると想定できる。これらは細胞にとって、非常に重要な役割を担っており、DMD症発症機構の解明に貢献すると考えられる。まもなく論文投稿予定である。

This study で は, extracellular マ ト リ ッ ク ス と cells bone ア ク チ ン line d を combining さ せ る ジ ス ト ロ フ ィ ン - ジ ス ト ロ グ リ カ ン (DP - DG) complex に つ い て, dynamic と force に よ る variations change を interpret し, Duchenne muscle ジ ス ト ロ フ ィ ー (DMD) の 発 disease agency を Ming ら か に す る こ と を target と し Youdaoplaceholder0 て る. DMD disease the most も は muscle atrophy の high frequency が く, お よ そ 5 showed か ら thews low が up こ り, 20 generations showed で heart insufficiency ま た は respiratory insufficiency に よ り に to る to death. The reason is that ジストロフィ ジストロフィ である (DP) is incomplete である. Rising year 齢 が す る に つ れ て heavy Benedict change す る の は, jin 収 shrinkage when の mechanics ス ト レ ス に が DP is not all muscle cells resistant to え ら れ な い か ら だ と exam え て い る が, し か し, not だ uttered に は to っ て い な い. Private は, DG の extracellular ド メ イ ン (alpha サ ブ ユ ニ ッ ト) と cytoplasm ド メ イ ン (beta サ ブ ユ ニ ッ ト) の struck を, two kinds の 蛍 light material で し, total reflection 顕 micromirror で line 1 molecular 観 examine を い, こ れ ら の DG サ ブ ユ ニ ッ ト の dynamic き を tracing し て き た. そ の results, DG は プ ロ テ ア ー ゼ で cut さ れ て alpha と beta の サ ブ ユ ニ ッ ト に decomposition さ れ る が, alpha と beta の サ ブ ユ ニ ッ ト そ の も interaction after す る, degree of interaction time 0.2 seconds は で あ り, 々 と combined with hand を - え て い く, alpha と beta サ ブ ユ ニ ッ ト は 単 pure な company, bulk movement で は な く で temporarily stopped, the cell membrane Leave と company, scattered (time than で 6:4) を Qiao り return specific の parts で す, temporary stay は お き や す い, な ど を 発 see し た. を さ ら に artificial DP molecules with い て, DP と DG の 2 color 1 molecular 観 examine に し success at the same time, a の DP - DG complex は が 1 second life not against で あ り, extracellular マ ト リ ッ ク ス と cells bone ア ク チ ン line d と を move に combined し て い る こ と, DP - DG complex は a の cell に most あ り, all と し て は often に knot The joint guarantee of を, って, って, る, とが and った. こ の こ と か ら, complex は, all と し て は often is united in wedlock に を ち bao, 単 で は combined with outside が れ や す い こ と で, external force に よ る membrane の broken 壊 を avoid け て い る と scenarios で き る. こ れ ら は cells に と っ て, cut を bear very important な に service っ て お り, DMD disease 発 institutions の interpret に contribution す る と exam え ら れ る. The paper ま ま なく is submitted to である.

项目成果

Frequent transient immobilization of dystroglycan and dystrophin responsible for cell adhesion and membrane stability?

肌营养不良聚糖和肌营养不良蛋白的频繁短暂固定负责细胞粘附和膜稳定性？

• 发表时间: 2014
• 作者: Limin H. Chen;Akihiro C.E. Shibata;Akihiro Kusumi
• 通讯作者: Akihiro Kusumi

Archipelago architecture of the focal adhesion: Membrane molecules freely enter and exit from the focal adhesion zone

• DOI: 10.1002/cm.21032
• 发表时间: 2012-06
• 期刊: Cytoskeleton
• 影响因子: 2.9
• 作者: Akihiro C E Shibata;T. Fujiwara;Limin H Chen;Kenichi G. N. Suzuki;Yoshiro Ishikawa;Yuri L. Nemoto;Y. Miwa;Z. Kalay;R. Chadda;K. Naruse;A. Kusumi