「液体」上で細胞を飼う：器官構築の根幹に迫る新規アプローチ

让细胞保持“液体”：一种接近器官构建基础的新方法

• 批准号: 17J06276
• 负责人: 石原(石田)すみれ (2018)
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J06276/
• 关键词: 浸透圧勾配; 液体培養基質; マトリゲル; 上皮細胞; ドーム構造; ゲニピン; アクアポリン; ミオシン; 細胞シート; 粘弾性; 浸透圧

動物の複雑な体構造は，上皮組織の座屈や折りたたみ・伸長といった単純な変形が組み合わされることにより形成される．ドーム形成は上皮組織の折りたたみのひとつであるが，ドーム形成を引き起こす要因はほとんど分かっていない．先行研究により浸透圧勾配が要因として提唱されているものの，その直接的証拠は報告されていない．そこで我々は浸透圧勾配によってドーム形成が誘引されるかとその仕組みとをインビトロで調べた．本研究では，液体培養基質であるマトリゲルをゲニピンという架橋剤で処理して使用した．このゲニピン処理マトリゲル（以下，GPM）上の上皮細胞シートへ浸透圧勾配を与えると，細胞シートは内部がGPMで満たされたドームへと変形した．次に，浸透圧勾配がGPM上でドーム形成を起こす仕組みを調べた．3Dライブイメージングの結果，ドーム形成時にはGPMが膨潤していることがわかった．ゲルは内部の溶液の塩濃度によって膨潤度が変わる．また，細胞の水チャネル・アクアポリン（AQP）は水を高張側に輸送する．そのため，ドーム形成時もAQPによって水がGPMへと輸送されてGPM中の塩濃度が下がり、膨潤が起こっている可能性がある．この可能性を検証するため，AQP阻害剤を投与した．その結果，膨潤が抑制されドームもできなかった．さらに我々は，ドーム構造の力学的機序を調べた．ミオシンはリン酸化により細胞内張力を発生させる．このミオシンの阻害剤（ブレビスタチン, Y27632）を投与したところ，ドーム形成が阻害された．現在は，細胞内張力の局在を調べるため，リン酸化ミオシンの免疫蛍光染色に取り組んでいる．これらの事実は，浸透圧勾配によってGPM上の細胞シートにドーム形成が誘引されることを示した重要な結果である．今後は，細胞内張力の局在明らかにし，来年度中に成果を論文にまとめる予定である．

Animal の complex 雑 な structure は, epithelial tissue の seat flexor や fold り た た み, elongation と い っ た 単 pure な group - shaped が み close わ さ れ る こ と に よ り form さ れ る. ド ー ム epithelial tissue formation は の fold り た た み の ひ と つ で あ る が, ド ー ム formation を lead き こ す by は ほ と ん ど points か っ て い な い. Leading research に よ り soak 圧 hook with が by と し て mention sing さ れ て い る も の の, そ の direct evidence 拠 は report さ れ て い な い. そ こ で I 々 は soak 圧 hook with に よ っ て ド ー ム form が decoys さ れ る か と そ の blackstone group み と を イ ン ビ ト ロ で adjustable べ た. This study で は, liquid culture substrate で あ る マ ト リ ゲ ル を ゲ ニ ピ ン と い う bridging tonic で 処 Richard し て use し た. こ の ゲ ニ ピ ン 処 Richard マ ト リ ゲ ル の epithelial cells (below, GPM) シ ー ト へ soak 圧 hook を and え る と, cell シ ー ト は internal が GPM で against た さ れ た ド ー ム へ と - shaped し た. Then, に, permeating the がGPM, でド でド ム ム form を す す assembly みを tone べた. 3 d ラ イ ブ イ メ ー ジ ン グ の results, ド ー ム formed に は GPM が swelling し て い る こ と が わ か っ た. The internal <s:1> solution <s:1> salt concentration によって swelling degree が varies わる. Youdaoplaceholder0, cellular <s:1> water チャネ チャネ · ア アポリ アポリ アポリ (AQP) に water を hypertonic side に transport する. そ の た め, ド ー ム formed も AQP に よ っ て water が GPM へ と conveying さ れ て in GPM の salt concentration under が が り, swelling が up こ っ て い る possibility が あ る. <s:1> <s:1> possibility を検 evidence するため, AQP inhibitor を is administered to <s:1> た. As a result, swelling が inhibits されド ム ム で で な な った った. Youdaoplaceholder0 I 々, ド さらに ム ム, construct the sequence of <s:1> mechanics を, adjust べた. Youdaoplaceholder0 シ リ リ リ リ acidification によ intracellular tension を occurrence させる. こ の ミ オ シ ン の resistance against tonic (ブ レ ビ ス タ チ ン, Y27632) cast with を し た と こ ろ, ド ー ム form が resistance against さ れ た. Now, る, the intracellular tension block is in を, べるため, リ, <s:1>, acidification, <s:1>, シ, <e:1>, <s:1>, immunological 蛍, light staining に, take the を group んで, る, る. こ れ ら の things be は, soak 圧 hook with に よ っ て GPM の cells on シ ー ト に ド ー ム form が decoys さ れ る こ と を shown し た important な results で あ る. In the future, the intracellular tension division will be determined in the following year: ら に に に ら, and in the middle of next year, に achievements を papers にまとめる will be confirmed as である.

项目成果

浸透圧勾配が引き起こす上皮細胞シートのドーム形成

渗透压梯度诱导上皮细胞片圆顶形成

• 发表时间: 2019
• 作者: M. Akiyama;T. Sushida;S. Ishida;H. Haga;石原（石田）すみれ，秋山正和，古澤和也，名黒功，立野浩輝，須志田隆道，石原誠一郎，芳賀永
• 通讯作者: 石原（石田）すみれ，秋山正和，古澤和也，名黒功，立野浩輝，須志田隆道，石原誠一郎，芳賀永

Mathematical model of collective cell migrations based on cell polarity

• DOI: 10.1111/dgd.12381
• 发表时间: 2017-06-01
• 期刊: DEVELOPMENT GROWTH & DIFFERENTIATION
• 影响因子: 2.5
• 作者: Akiyama, Masakazu;Sushida, Takamichi;Haga, Hisashi
• 通讯作者: Haga, Hisashi