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Research Results 研究成果

3つの上皮细胞の间にできる隙间を闭じる仕组みの解明

~慢性炎症疾患に対する新たな予防法や治疗法に期待~ 2022.02.17
研究成果Life & Health

  1. 皮肤などの上皮细胞シートは外界からの异物の侵入を防ぐバリアとして机能しますが、上皮细胞シートには3つの细胞が接する领域に隙间が存在し、バリアの弱点となっています。
  2. 本研究で、トリセルリンというタンパク质が、アクチン细胞骨格と结合し、その収缩力を利用して、3つの细胞の间の隙间を小さく保つ役割を担っていることを明らかにしました。
  3. 3つの细胞に生じる隙间を闭じる仕组みが解明されて、人為的に制御することができるようになると、慢性炎症などの病态に対する新たな予防法や治疗法の开発につながります。

 私たちの体の表面や器官の表面は上皮细胞と呼ばれる细胞のシートによって覆われています。上皮细胞シートは、外界からの异物の侵入を防ぐバリアとして机能します。上皮细胞同士は、隣り合う细胞同士が互いのクローディンと呼ばれる细胞接着分子を介して、ちょうど握手をするようにして强固に结合しています。一方で细胞のシートの中には、3つの细胞が接する点が多数存在します。3人で同时に握手ができないのと同様に、3つの细胞は同时には接着できないため、必ず小さな隙间が生じます。このような3つの细胞间の隙间が大きくなると、病原体などの异物が体内に侵入したり、体内の水分が体の外に出て行ってしまったりするため、3つの细胞间に生じる隙间はできる限り小さくする保つ必要があります。このような3つの细胞の隙间を形成するために必要なタンパク质としてトリセルリンという分子が知られていましたが、その详细な机能はわかっていませんでした。
 今回、九州大学大学院理学研究院の池ノ内顺一教授、同大学大学院システム生命科学府一贯制博士课程の长佑磨大学院生らの研究グループは、トリセルリンが、细胞のアクチン细胞骨格と结合し、その収缩力を利用して、隙间を小さく保つ役割を担っていることを明らかにしました。本研究において、研究グループは、3つの细胞が接着する领域において2つの细胞间の接着面に由来するアクチン线维同士が交叉するように走行していることを见出しました。この交叉する领域に集积したミオシンがアクチン线维同士を滑りこませることで、靴纽を缔めるように、3つの细胞が接着する领域にアクチン线维を引っ张ります。トリセルリンがこのアクトミオシン骨格と相互作用することによって、トリセルリンと共に接着构造を形成するクローディンが3つの细胞接着领域に引き寄せされるため、3つの细胞间に生じる隙间が小さく保たれていることが明らかになりました。
 上皮细胞シートのバリア机能の破绽は、アトピー性皮肤炎や炎症性肠疾患などの慢性炎症を引き起こすことが明らかになっており、今回の発见は慢性炎症疾患に対する新たな予防法や治疗法を开発する上で基础となる知见です。
 本研究成果は、2022 年 2月 11 日(金)午後 6 時(日本時間)に米国科学雑誌『Journal of Cell Biology』に掲載されました。

トリセルリンを欠损した上皮细胞シートでは3つの细胞の间に大きな隙间が形成される様子が観察されます(矢印)

トリセルリンは、3つの上皮细胞が接する接着领域にのみに局在する膜タンパク质ですが、その机能は长らく不明でした。トリセルリンは、3细胞领域に形成される交叉するアクチン线维と相互作用することによって、クローディンによる细胞接着构造を近接させて、隙间を小さく保っていることが明らかになりました。

研究者からひとこと
トリセルリンは池ノ内が今から17年前に大学院生の时に発见したタンパク质ですが、その机能は长らく不明でした。今回、大学院生の长佑磨君の手によって、その机能の一端が明らかになり、大変嬉しく思います。画像データの解析では、システム情报科学研究院の内田诚一先生、原口大地さんにご协力いただきました。

论文情报

タイトル:
着者名: Yuma Cho, Daichi Haraguchi, Kenta Shigetomi, Kenji Matsuzawa, Seiichi Uchida, Junichi Ikenouchi
掲载誌: Journal of Cell Biology
顿翱滨: 10.1083/箩肠产.202009037   

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