細胞外環境の機械的加工による接着斑メカノセンシング機構の解明

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生体内の細胞は、周囲の機械的刺激を感知して細胞内シグナル伝達を変動させることで、細胞運動や組織の形態形成などを制御する。この機械的刺激の知覚はメカノセンシング機構と定義され、外環境と内部構造を繋ぐ膜貫通型受容体インテグリン複合体（接着斑）の機能を必要とする。しかしこの高次構造体が、機械的刺激を感知するメカノセンサーとして作用する仕組みには不明な点が多い。本研究は、この接着斑メカノセンサーの作用機構と生理的意義の解明を目指し、申請者がこれまでに明らかにした「微小管による接着斑ターンオーバーの促進メカニズム」が、接着斑のメカノセンサー機能を制御する機構を体系的に解明する。本年度は、RhoAの活性化因子であるGEF-H1が微小管を介して細胞内張力を制御するメカニズムについて注目し解析を行った。顕微鏡下での高解像度ライブイメージングにより、微小管、GEF-H1と、細胞内張力を司る因子群（RhoGTPases、アクチン、ミオシン分子、接着斑構成分子）についてどのような相関関係が見られるかを解析した。また、細胞外環境からの機械的刺激をコントロールするための実験系について検討した。その結果いくつかの細胞株において、硬軟度グラディエントを持った細胞外基質上で極性を持った細胞移動（デュロタキシス）が観察された。これらの細胞においてはメカノセンシング機構による細胞移動が誘導されていると考えられる。現在、デュロタキシスを起こしている細胞内での分子ダイナミクスを解析するため、高解像度ライブイメージングを試みている。