中心体アペンデージ構造が担う生体恒常性維持システムの分子基盤

中心体附属结构发挥生物稳态维持系统的分子基础

• 批准号: 18J12466
• 负责人: 柏原 宏香
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J12466/
• 关键词: 基底小体; アペンデージ構造体; 気管繊毛上皮細胞; 超解像度顕微鏡; ライブイメージング; 中心体; 細胞周期

前年度までに中心体アペンデージ構造subdistal appendage (SAP)の構築因子であるCep128に着目して、細胞周期進行におけるSAPの機能解析を進めてきた。気管上皮多繊毛細胞などの動的繊毛の基底小体Basal body (BB)には、SAPと構築機序が類似すると考えられているBasal foot (BF)が付属している。そこで本年度は、構造的、機能的に分化した多繊毛上皮細胞に着目し、繊毛動態や組織の機能構築におけるBFの役割を解析することにより、アペンデージ構造が担う生体恒常性の維持システムを包括的に理解することを目的とした。申請者の所属研究室ではこれまでに、BBのマーカー分子であるCentrinにGFPを融合したトランスジェニックマウスを作製していたが、本年度ではさらに、BFのマーカーとしてCep128を蛍光標識したダブルトランスジェニックマウスを新たに確立し、解析を行った。BB、BFそれぞれを蛍光標識したことで、BBの配置を示す情報に加え、経時的なBB-BFの方向性の遷移を示す情報をライブイメージングにより取得することが可能になった。ダブルトランスジェニックマウスから構築したマウス気管繊毛上皮細胞の初代培養システムMTECでの解析の結果、気管上皮多繊毛細胞の成熟過程に伴い、BB-BFの方向性が乱れた段階から細胞内の方向性が揃って統一されていく過程を確認することができた。さらに、細胞骨格が発達し、細胞骨格による拘束性がより高いと考えられる成熟後期ステージにおいて、BB-BFの振動が小さくなることが明らかとなり、BB-BFの方向性の遷移が細胞骨格構築と連動していることが示唆された。

直到上一年，我们一直在细胞周期进程中对SAP进行功能分析，重点是CEP128，CEP128是中心体附属结构次远处附件（SAP）的构造因子。动态纤毛的基体（BB），例如气管上皮多利细胞，伴随着基底脚（BF），该基底脚（BF）被认为具有与SAP相似的结构机制。因此，今年，我们专注于结构和功能分化的多叶状性上皮细胞，并旨在对维持生物静态特性的系统进行全面的理解，使附加结构在纤毛动力学和组织功能构建中起作用。申请人的附属实验室以前曾产生过转基因小鼠，将GFP融合到Centrin（BB的标记分子）中，但是今年，新的并分析了新的双重转基因小鼠CEP128作为BF的标记。通过荧光标记BB和BF，可以获得表明BB放置的信息，以及通过实时成像来指示BB-BF随着时间的定向过渡的信息。使用MTEC原发性培养系统由双转基因小鼠构成的小鼠气管纤毛上皮细胞，表明细胞内方向是统一的，因为气管上皮上皮多性细胞的成熟过程被破坏了BB-BF方向的阶段。此外，据揭示了BB-BF的振荡在成熟的后期变小，在该阶段，人们认为细胞骨架更具限制性，这表明BB-BF的方向过渡与细胞骨架构建有关。