【研究分野】小児科学

【研究領域課題番号】25461617 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

小児腎・泌尿器学 / 病理学 / 細胞・組織 / シグナル伝達 / 細胞骨格タンパク質 / 糸球体腎炎 / 接着斑タンパク質 / 細胞極性 / 細胞運動 / メサンギウム細胞 / 腎炎 / 腎臓 / 細胞骨格 / 細胞接着

【研究成果の概要】

膜性増殖性糸球体腎炎（MPGN）は、補体調節不全や糸球体への免疫複合体沈着を端緒として発症するが、特徴的なメサンギウム細胞の形態変化がおこるメカニズムは不明である。本研究によりF-actin結合蛋白質EPLINおよび細胞間蛋白質Afadinの正常腎における発現の詳細と膜性増殖性糸球体腎炎などの患者および動物モデルにおける発現変化を解析し、それら分子の発現量により刺激に対する細胞の挙動が変わることが明らかにされた。腎炎の病態形成過程において、メサンギウム細胞の骨格蛋白質の時間空間的な発現変化や局在変化が関与することが示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)

【研究分野】皮膚科学

【研究領域課題番号】14370262 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞接着 / デスモグレイン / カドヘリン / ケラチン / 天疱瘡 / 自己抗体 / アデノウイルス / 細胞骨格

【研究成果の概要】

本研究では、蛍光蛋白質を用いて、表皮細胞間接着において重要な役割をするデスモゾーム関連蛋白のリアルタイムイメージング法を開発するとともに、天疱瘡における抗デスモグレイン3(Dsg3)IgG自己抗体反応後の細胞間接着におけるそれぞれの蛋白の空間的情報(細胞内局在)及び時間的情報(経時変化)を解析し、全く新しい観点からデスモゾーム関連蛋白の機能解析を行った。GFP融合ケラチン14をアデノウイルス発現系を用いて正常ヒト表皮角化細胞(NHEK細胞)に遺伝子導入したところ、導入したケラチン線維は角化細胞内で網状の構造を示すと共に、培養液中のCa濃度を上昇させることで接着面へのinsertionが見られることが明らかとなった。また角化細胞に抗Dsg3 IgG抗体を反応させたところ、角化細胞同士の接着障害が見られると共に、Dsg3の細胞内へのinternalizationおよびケラチン線維の細胞膜からのretractionが生じることが、経時的固定後の観察ならびにデルタヴィジョンを用いたリアルタイムイメージング法の両方により明らかとなった。また角化細胞における接着障害能の異なる抗Dsg3 IgG抗体を角化細胞に反応させた際、Dsg3とケラチンの挙動に違いが見られることを細胞レベルで明らかにした。本研究の成果は、天疱瘡における水疱形成機序を分子レベルで解明する上での新しい所見を得るのみならず、表皮細胞間接着の分子機構についても新しい視点を導入するものと考えられた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2002 - 2004

【配分額】13,400千円 (直接経費: 13,400千円)

【研究分野】広領域

【研究領域課題番号】12490024 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

Rho / ICAM-2 / PIP2 / 細胞骨格 / 細胞接着

【研究成果の概要】

RadixinはERMファミリーに属する細胞膜とアクチン細胞骨格を繋ぐリンカー蛋白質である。興味深いことに、細胞内シグナル伝達としては、低分子量G蛋白質Rhoの下流と上流の両方に位置しているとされている。radixinは複数の分子(PIP2、細胞接着分子、RhoGDI、アクチン、Dbl)と相互作用するFERMドメイン(〜300残基)をN-末端にもつ。これらの分子認識を通して達成される機能制御メカニズムの解明を目指して、幾つかの複合体の結晶の構造解析を行った。今回、細胞接着分子ICAM-2との複合体、ならびにRhoGDIとの複合体の結晶化に成功した。両者とも構造決定して、ICAM-2認識とGDI活性制御機構を明らかにした。既に構造決定している遊離型ならびにIP3複合体の構造と比較して、PIP2の認識、膜への会合、ならびにunmaskingの機構との関連を変異実験や結合実験で解析する基盤ができた。
神経線維芽腫瘍II型(Neurofibromatosis type2,NF2)は、両側聴神経の異常に伴い、髄膜腫、脊髄腫瘍などの神経系腫瘍が同時に多発する疾病である。その原因遺伝子がコードする癌抑制蛋白質merlinはERMの最類似蛋白質で、接着分子とアクチン骨格との連結など、ERMと類似した機能をもつとされており、merlinの異常による細胞接着機能の低下が発症の原因と考えられている。Merlinの変異の多くはそのアミノ末端のFERM類似ドメインに落ちる。今回、このドメインの構造を決定して、ERMのものと比較して、その機能がほぼ同等であることを示した。また、多くの癌原性変異の構造的な解釈を提出した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2000 - 2001

【配分額】14,100千円 (直接経費: 14,100千円)

【研究分野】細胞生物学

【研究領域課題番号】11694250 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

Cas / CIZ / 細胞接着 / 細胞骨格 / マトリックス・メタロプロテアーゼ / アクチン / 心筋線維 / インテグリン / SH3 / マトリックスメタロプロテアーゼ / プロモーター / 転写制御

【研究成果の概要】

Casの個体形成における役割を解析する目的でCasのノックアウトマウスを作成した。Casのノックアウトマウスは胎性期11.5から12.5日で著明なうっ血と成長障害を来して死亡した。病理学的解析では心臓の低形成及び全身の血管の拡張が認められたが、これは同時期の正常個体におけるCasの組織分布にほぼ一致した。電子顕微鏡による解析ではCasのノックアウトマウスの心筋細胞において筋線維およびZバンドの形成不全が認められた。またCasのノックアウトマウスの胎児から樹立した線維芽細胞においてアクチン線維の構造異常が認められ、この異常はCasの再導入により正常化した。以上の結果は、Casの生物学的作用はアクチン線維の束状形成であり、Casを欠いたマウスは心筋および血管平滑筋の収縮機能不全によりうっ血および全身の循環不全を来して死亡すると考えられた。以上の結果より、Casは細胞骨格形成に重要であることが示された。また、我々はCasのSH3領域に会合する新規なZinc finger型蛋白質のcDNAの単離に成功し、CIZと命名した。CIZはcytoplasmic-noclear shuttling proteinであり、核へ移行してマトリックス・メタロプロテアーゼ(MMP)遺伝子群のプロモーター領域に共通に存在する特定の塩基配列に結合して、転写に関与することを見出した。この結果から、Cas蛋白質は細胞接着と核内転写制御をつなぐ重要な役割を持つことが推測される。MMPは癌細胞の転移・浸潤に大きく関与することが知られており、癌細胞の転移・浸潤にCasやCIZが関与していると考えられる。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1999 - 2000

【配分額】8,700千円 (直接経費: 8,700千円)