細胞間接着を起点とした細胞競合の分子機構とその生理的制御機構の解明

小田 裕香子  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (70452498)

これまでに、細胞間接着が破綻した細胞が細胞競合によって排除される事、この排除には周囲の正常細胞のアドヘレンス・ジャンクション、アクトミオシン束、およびHippoシグナル伝達経路が重要であることを見出してきた。特に、アドヘレンス・ジャンクションの構成因子であるAfadinが敗者細胞の排除の実行に必須であることを見出している。そこで、今年度はAfadinが細胞競合を制御するのに必要な機能ドメインは何か、を明らかにするために全長Afadin、および様々な機能ドメインを欠損したAfadinを恒常的に発現する正常細胞・異常細胞を樹立した。さらに、細胞間接着が破綻した細胞がなぜ敗者となるかを明らかにするために、その表現型解析を進めた。その結果、細胞間接着が破綻した細胞においてはDNA損傷が蓄積することを見出した。これらの異常と細胞競合の関係の解析を今後進めていきたい。
一方、がん原性遺伝子Rasに変異が導入されると、変異型Rasを発現する細胞（RasV12細胞）は、細胞競合を介して周囲の正常細胞によって排除されることが明らかにとなっている。我々はこれまでに細胞間接着を誘導するペプチドJIP（Junction-inducing peptide）を同定し、JIPがRasV12細胞の排除を促進することを見出した。さらに、ライブイメージングによる詳細な観察・解析により、排除されつつあるRasV12細胞が基底膜に接した状態から離脱する過程が促進されることが明らかになった。この現象を数理モデルにより再現・検証した。加えて、JIPが生理的に抗HGF活性を持つことを見出した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

細胞間接着が破綻した細胞の排除を制御する基本的なシグナル伝達経路の概要の理解が進み、論文を投稿する段階にきている。また、細胞間接着が破綻した細胞の表現型解析が進み、細胞競合との関わりが示唆される表現型を見出しつつある。加えて、JIPによって細胞競合を介した変異細胞の排除が促進することを見出し、またその過程の詳細の理解が進んだ。

細胞間接着が破綻した細胞の排除機構を理解するために、Afadinの構造機能解析を進める。また、細胞間接着が破綻した細胞においては様々な表現型が認められる。そこで、RNAseqによる解析を行い、細胞間接着の破綻が細胞の表現型に与える影響を体系的・網羅的に明らかにする。細胞競合の制御に関しては、前年度までに見出したJIPによるRas変異細胞の排除促進について、マウスを用いて検証を行う。すなわち、Villin-CreマウスとRasV12-GFPマウスを交配し、タモキシフェン投与によりRas変異細胞を誘導し、細胞競合マウスモデルを作成する。また、HGFによりRas変異細胞が基底側に潜り込むことが知られるが、JIPがこれを制御しうるかを培養細胞で検証する。一方で、APC遺伝子の変異により遺伝性疾患である家族性腺腫性ポリポーシスが発症することが知られるが、APC変異細胞の集団の中にRas変異細胞が出現すると、このRas変異細胞は基底側に潜り込むことが知られる。そこで、APC変異・ノックアウト細胞に囲まれたRas変異細胞がJIPによって排除・制御可能かを培養細胞およびマウスにて検証を行う。