細胞の力覚応答におけるＳｏｌｏの機能解明

本研究は、血管内皮細胞を始めとする上皮細胞のメカノセンシングの分子機構の解明を目的とする。血管内皮細胞の力覚応答に必要なRhoファミリー活性化因子(Rho-GEF)として同定したSoloに着目し研究を推進し、下記の成果を得た。1. Soloとケラチンの結合および局在解析：これまでにSolo結合蛋白質の探索を質量分析により行い、ケラチン8/18を同定していた。そこでSoloの各種欠失変異体を作製しケラチンとの結合について、共沈実験により詳細に検証した結果、Soloが少なくとも3箇所でケラチンと結合することを見出した。また高感度共焦点顕微鏡を用いた局在解析により、Soloが細胞基質接着面でケラチンと部分的に共局在することを明らかにした。2. Soloが細胞骨格に及ぼす影響：上皮細胞を用いて、Soloの過剰発現や発現抑制がケラチン骨格およびアクチン骨格に及ぼす影響を検証した。Soloの過剰発現は、太いストレスファイバーと太いケラチン繊維の形成が促進した一方で、Soloの発現抑制はストレスファイバーの消失とケラチン繊維の不規則な分布を引き起こすことを見出した。3. 細胞局所への力負荷試験によるSoloおよびSolo結合蛋白質の機能解析：機械的刺激で誘発されるアクチン骨格の再構築をリアルタイムで可視化解析できる系として、シリコーン膜を利用した細胞-基質接着面の引張による引張り刺激負荷試験系を確立した。Soloの発現抑制、不活性型Soloの過剰発現、またケラチンの発現抑制によって、上皮細胞の引張刺激依存的なストレスファイバー形成が抑制されることを明らかにした。以上の結果から、Soloはケラチン繊維と複数部位で相互作用することにより、メカニカルストレス依存的なRhoAの活性化に関与し、アクチン繊維とケラチン繊維の再構築に寄与することが示唆され、上皮細胞の力覚応答の新たなシグナル伝達機構の存在が明らかとなった。

本研究は、血管内皮細胞を始めとする上皮細胞のメカノセンシングの分子機構の解明を目的とする。血管内皮細胞の力覚応答に必要なRhoファミリー活性化因子(Rho-GEF)として同定したSoloに着目し研究を推進し、下記の成果を得た。1. Soloとケラチンの結合および局在解析：これまでにSolo結合蛋白質の探索を質量分析により行い、ケラチン8/18を同定していた。そこでSoloの各種欠失変異体を作製しケラチンとの結合について、共沈実験により詳細に検証した結果、Soloが少なくとも3箇所でケラチンと結合することを見出した。また高感度共焦点顕微鏡を用いた局在解析により、Soloが細胞基質接着面でケラチンと部分的に共局在することを明らかにした。2. Soloが細胞骨格に及ぼす影響：上皮細胞を用いて、Soloの過剰発現や発現抑制がケラチン骨格およびアクチン骨格に及ぼす影響を検証した。Soloの過剰発現は、太いストレスファイバーと太いケラチン繊維の形成が促進した一方で、Soloの発現抑制はストレスファイバーの消失とケラチン繊維の不規則な分布を引き起こすことを見出した。3. 細胞局所への力負荷試験によるSoloおよびSolo結合蛋白質の機能解析：機械的刺激で誘発されるアクチン骨格の再構築をリアルタイムで可視化解析できる系として、シリコーン膜を利用した細胞-基質接着面の引張による引張り刺激負荷試験系を確立した。Soloの発現抑制、不活性型Soloの過剰発現、またケラチンの発現抑制によって、上皮細胞の引張刺激依存的なストレスファイバー形成が抑制されることを明らかにした。以上の結果から、Soloはケラチン繊維と複数部位で相互作用することにより、メカニカルストレス依存的なRhoAの活性化に関与し、アクチン繊維とケラチン繊維の再構築に寄与することが示唆され、上皮細胞の力覚応答の新たなシグナル伝達機構の存在が明らかとなった。