上皮細胞の協調した三次元形態形成における細胞間接着装置の役割

细胞间粘附装置在上皮细胞协调三维形态发生中的作用

• 批准号: 18J22029
• 负责人: 西村 亮祐
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 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 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J22029/
• 关键词: 上皮細胞; 上皮形態形成; メカノトランスダクション; メカノバイオロジー; 細胞間接着; 細胞骨格; 三次元培養; 微細加工技術; ライブイメージング; 画像解析

本研究の目的は、細胞間接着装置の一つアドヘレンスジャンクション（AJ）の構成因子αカテニンの張力感受性（張力により変形して他の分子との結合能が変化する性質）が上皮細胞の形態形成にもたらす意義を明らかにすることである。前年度までに、培養上皮細胞の凝集による自発的な三次元形態形成モデルを構築し、形態学的な検討を進めてきた。形態形成の過程でAJに強い張力が生じていないこと、またαカテニンの張力感受性の異常、とくに張力の低下を感知できないことがAJの形成過程や細胞集団の形状変化に異常をもたらすことがわかっていた。本年度は正常または異常な形態形成の背景にあるメカニズムについて検討した。まず、形態形成中の個々の細胞の動きについて解析した。本モデルでは、縦横比の大きい（細長い）初期形態から培養を開始するが、最終的には球形の細胞塊が形成される。当初、隣接した細胞が互いに入り込むことでこの大変形がなされると予想していたが、実際にはむしろ同一方向への協調した動きがより多くみられた。そこでこれまで二次元的に捉えていた形態変化を三次元的に解析し直したところ、細長い細胞塊が自らを折りたたむようにして球形に変化していることがわかった。張力の低下を感知できない変異体αカテニンの発現細胞では、折りたたまれた状態を維持することができないことが最終的な形態の差異につながっていた。さらなる検討の結果、この異常はAJの作り替えが抑制されていることが原因であることを示唆する結果を得た。以上のことから、細胞間接着に強い張力が加わらない場面において、αカテニンはビンキュリンの結合を妨げることでAJの作り替えを許し、多細胞レベルでの再編成を可能にする。αカテニンの張力感受性はそのような意味で上皮細胞の形態形成に重要であることが明らかになった。

は の purpose, this study cell indirectly the device の a つ ア ド ヘ レ ン ス ジ ャ ン ク シ ョ ン (AJ) の constitute factor alpha カ テ ニ ン susceptibility の tension (tension に よ り - shaped し て he の molecular と の binding energy が variations change す nature る) が epithelial cells の morphogenetic に も た ら す meaning を Ming ら か に す る こ と で あ る. Before the annual ま で に の, cultivation of epithelial cells agglutinate に よ る since 発 な three yuan morphogenetic モ デ ル を constructing し, morphology な beg を 検 into め て き た. Strong morphological formation の で AJ に い tension が raw じ て い な い こ と, ま た alpha カ テ ニ ン の tension susceptibility の abnormalities, と く に low tension の を perception で き な い こ と が AJ の formation や cell set 団 の shape abnormal variations change に を も た ら す こ と が わ か っ て い た. This year, <s:1> normal また また abnormal な pattern formation <s:1> background にあるメカニズムに また て検 て検 て検 discuss <s:1> た. Youdaoplaceholder0, in the process of morphological formation, <s:1> each 々 <s:1> cell <e:1> is involved in the movement of に に て て て analysis of <s:1> た. This モ デ ル で は, 縦 horizontal than の き い (slender い) early form か ら cultivate を began す る が, eventually に は spherical の cell block が form さ れ る. At the beginning, 隣 し た cells が mutual い に into り 込 む こ と で こ の big - shaped が な さ れ る と to think し て い た が, be interstate に は む し ろ same direction へ の coordination し た dynamic き が よ り more く み ら れ た. そ こ で こ れ ま で secondary yuan に catch え て い た morphological variations of three dimensional を に parsing し straight し た と こ ろ, slender い cell block が since ら を fold り た た む よ う に し て spherical に variations change し て い る こ と が わ か っ た. Low tension の を perception で き な い variations with alpha カ テ ニ ン の 発 now cells で は, folding り た た ま れ た state を maintain す る こ と が で き な い こ と が final な morphological の に つ な が っ て い た. Beg の さ ら な る 検 results, こ の abnormal は AJ の as り for え が inhibit さ れ て い る こ と が reason で あ る こ と を in stopping す た を る results. Above の こ と か ら, cells with strong に い indirect tension が わ ら な い scene に お い て, alpha カ テ ニ ン は ビ ン キ ュ リ ン の combining を hinder げ る こ と で AJ の as り for え を xu し, multicellular レ ベ ル で の again plait を may に す る. Alpha カ テ ニ ン の tension susceptibility は そ の よ う な mean で epithelial cells の morphogenetic に important で あ る こ と が Ming ら か に な っ た.

项目成果

αカテニンの張力感受性と上皮形態形成の関連

α-catenin张力敏感性与上皮形态发生的关系

• 发表时间: 2020
• 作者: 西村亮祐;加藤輝;斎田美佐子;亀井保博;竹田真宏;三好洋美;山形豊;米村重信;西村亮祐
• 通讯作者: 西村亮祐

協調した上皮形態形成におけるαカテニンの機能解析

α-连环蛋白在协调上皮形态发生中的功能分析

• 发表时间: 2018
• 作者: 西村亮祐;竹田真宏;三好洋美;山形豊;米村重信
• 通讯作者: 米村重信

Functional analysis of alpha-catenin on coordinated epithelial morphogenesis.

α-连环蛋白对协调上皮形态发生的功能分析。

• 发表时间: 2018
• 作者: Ryosuke Nishimura;Masahiro Takeda;Hiromi Miyoshi;Yutaka Yamagata;Shigenobu Yonemura.
• 通讯作者: Shigenobu Yonemura.

細胞間接着構成分子αカテニンの三次元上皮形態形成における機能

细胞间粘附成分α-连环蛋白在三维上皮形态发生中的功能

• 发表时间: 2018
• 作者: 西村 亮祐;竹田 真宏;三好 洋美;山形豊 ;米村重信
• 通讯作者: 米村重信

上皮細胞の三次元的な形態形成におけるαカテニン－ビンキュリン結合制御の意義

α-连环蛋白-纽蛋白结合调控在上皮细胞三维形态发生中的意义

• 发表时间: 2021
• 作者: 西村亮祐;加藤輝;斎田美佐子;亀井保博;竹田真宏;三好洋美;山形豊;米村重信
• 通讯作者: 米村重信