哺乳類上皮細胞のａｐｉｃａｌ膜形成メカニズムの解明

上皮細胞は、体内と体外を区切ることで異物侵入を阻止する一方で、腸管では栄養物を吸収し、腎尿細管では老廃物を排泄するといった多様な役割を果たす。上皮細胞がこのような適切な機能を発揮するためには、体外環境に接するapical膜と体内環境に接するbasolateral膜という性質の異なる膜ドメインを形成し、維持することが必要不可欠である。今までのところ、哺乳類上皮細胞において何がapical膜を規定し、どのような過程を経てapical膜が形成されるのかは明らかにされていない。申請者はこれまでの研究結果から、Crumbs familyタンパク質の１つであるCrb3がapical膜形成を促進することを明らかにした。本研究において、これまでにCrumbs familyの解析を中心としたapical膜形成メカニズムの解明を目指して解析を行ってきた。また、apical膜規定因子の同定に加え、上皮細胞 のapical膜ドメインがどのように形成されるのかを明らかにするため、長時間高分解能タイムラプスイメージングの実験系を立ち上げ、解析を行ってきた。本年度は回折限界を超える超解像顕微鏡を用いることにより、3次元培養中におけるapical膜タンパク質の挙動だけでなく、basal膜タンパク質が細胞膜に運ばれる新たな輸送メカニズムを見出し、細胞外基質中で上皮細胞がapico-basal polarityを形成する機構を明らかにすることができた。今後はこれまでに明らかにしてきた細胞外基質中における上皮細胞のapical膜及びbassolateral膜の挙動の変化について論文として報告する予定である。

上皮細胞は、体内と体外を区切ることで異物侵入を阻止する一方で、腸管では栄養物を吸収し、腎尿細管では老廃物を排泄するといった多様な役割を果たす。上皮細胞がこのような適切な機能を発揮するためには、体外環境に接するapical膜と体内環境に接するbasolateral膜という性質の異なる膜ドメインを形成し、維持することが必要不可欠である。今までのところ、哺乳類上皮細胞において何がapical膜を規定し、どのような過程を経てapical膜が形成されるのかは明らかにされていない。申請者はこれまでの研究結果から、Crumbs familyタンパク質の１つであるCrb3がapical膜形成を促進することを明らかにした。本研究において、これまでにCrumbs familyの解析を中心としたapical膜形成メカニズムの解明を目指して解析を行ってきた。また、apical膜規定因子の同定に加え、上皮細胞 のapical膜ドメインがどのように形成されるのかを明らかにするため、長時間高分解能タイムラプスイメージングの実験系を立ち上げ、解析を行ってきた。本年度は回折限界を超える超解像顕微鏡を用いることにより、3次元培養中におけるapical膜タンパク質の挙動だけでなく、basal膜タンパク質が細胞膜に運ばれる新たな輸送メカニズムを見出し、細胞外基質中で上皮細胞がapico-basal polarityを形成する機構を明らかにすることができた。今後はこれまでに明らかにしてきた細胞外基質中における上皮細胞のapical膜及びbassolateral膜の挙動の変化について論文として報告する予定である。