神経上皮細胞層の変形に必要な平面内極性分子の機能解析

脳・脊髄の前駆体である神経管の形成過程において、神経上皮細胞層の細胞間接着で平面内極性分子Celsr1を背腹軸方向に極性分布させる上流シグナル系、およびアクチン骨格の制御を行う下流シグナル系を明らかにすることを目標として研究を行った。まず、Celsr1の下流シグナル分子のひとつDAAM1に関しては、これまでに、DAAM1のノックダウンにより接着側面部のF-アクチンが減少すると共に、側面部の動きが活性化すること、この現象にRac-WAVE2複合体およびlamellipodinが関与することを見出している。今年度はさらに、DAAM1がE-カドヘリン複合体と相互作用して細胞間接着に分布すること、また細胞を3次元培養した際のスフェロイドの安定形成にDAAM1が関与すること、さらにDAAM1ノックダウン時の接着側面部の活発な動きにWAVE2複合体下流のArp2/3複合体も関与することを見出した。以上の結果から、DAAM1は接着側面部に分布してF-アクチン重合を行い、Rac-WAVE2複合体-Arp2/3およびlamellipodin経路を介した側面部の活発な動きを抑制することにより、接着部の細胞膜を安定化することが明らかとなった。一方、Celsr1の上流シグナル系については、内的因子の濃度勾配あるいは外的な機械刺激によりCelsr1が極性分布する可能性について探るため、in vitroの再構成系を検討した。この検討に用いるため、まずWnt5aを誘導性に発現する上皮細胞株を樹立した。また、Celsr1-EGFPと共に他の主要PCP分子FrizzledおよびVanglを発現する上皮細胞株を現在樹立中である。また、外的な機械的刺激の関与を調べる実験にも着手した。Celsr1の上流シグナル系については、今後も継続して検討する予定である。

脳・脊髄の前駆体である神経管の形成過程において、神経上皮細胞層の細胞間接着で平面内極性分子Celsr1を背腹軸方向に極性分布させる上流シグナル系、およびアクチン骨格の制御を行う下流シグナル系を明らかにすることを目標として研究を行った。まず、Celsr1の下流シグナル分子のひとつDAAM1に関しては、これまでに、DAAM1のノックダウンにより接着側面部のF-アクチンが減少すると共に、側面部の動きが活性化すること、この現象にRac-WAVE2複合体およびlamellipodinが関与することを見出している。今年度はさらに、DAAM1がE-カドヘリン複合体と相互作用して細胞間接着に分布すること、また細胞を3次元培養した際のスフェロイドの安定形成にDAAM1が関与すること、さらにDAAM1ノックダウン時の接着側面部の活発な動きにWAVE2複合体下流のArp2/3複合体も関与することを見出した。以上の結果から、DAAM1は接着側面部に分布してF-アクチン重合を行い、Rac-WAVE2複合体-Arp2/3およびlamellipodin経路を介した側面部の活発な動きを抑制することにより、接着部の細胞膜を安定化することが明らかとなった。一方、Celsr1の上流シグナル系については、内的因子の濃度勾配あるいは外的な機械刺激によりCelsr1が極性分布する可能性について探るため、in vitroの再構成系を検討した。この検討に用いるため、まずWnt5aを誘導性に発現する上皮細胞株を樹立した。また、Celsr1-EGFPと共に他の主要PCP分子FrizzledおよびVanglを発現する上皮細胞株を現在樹立中である。また、外的な機械的刺激の関与を調べる実験にも着手した。Celsr1の上流シグナル系については、今後も継続して検討する予定である。