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メインコンテンツにスキップ グローバルメニューにスキップ | フッターにスキップ メニューボタン 対象者別 ">入学希望の方">卒業生の方">地域・一般の方">企業・メディアの方">在学生">教職員 探す アクセス Language JP EN TOPニュース・イベント【研究発表】引き伸ばされても細胞同士がバラバラにならないわけ～からだが力学的ストレスに耐える新たな仕組みを解明～https://www.tmu.ac.jp/news/topics/36552.html 2024.03.25 【研究発表】引き伸ばされても細胞同士がバラバラにならないわけ～からだが力学的ストレスに耐える新たな仕組みを解明～ 報道発表 私たちのからだは内外から常に様々な力を受けていますが、細胞同士が互いに接着し、細胞が変形に耐えることで体を守るバリアを保っています。細胞同士を接着させる装置は、ほ乳類では密着結合、接着結合、デスモソームの3種類が主に知られています。このうち、接着結合とデスモソームは、力を受けた際に細胞がバラバラにならないように保つのに重要であることが知られてきましたが、密着結合については、力学的ストレスに対する抵抗性における役割は知られていませんでした。今回、自然科学研究機構 生理学研究所の古瀬幹夫教授、大谷哲久助教（現東京都立大学理学研究科生命科学専攻 准教授）およびThanh Phuong Nguyen大学院生は、自然科学研究機構 基礎生物学研究所の藤森俊彦教授らとの共同研究によって、密着結合も、細胞に力がかかった際に細胞同士の接着を保つために重要であることを明らかにしました。本研究結果は、Journal of Cell Biology誌（日本時間2024年3月22日23時解禁）に掲載されます。本研究は文部科学省科学研究費補助金、科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業（さきがけ）、武田科学振興財団、稲盛財団、日本二分脊椎・水頭症研究振興財団の補助を受けて行われました。   　私たちのからだは数十兆個ともいわれる多くの細胞でできており、特に消化管や皮膚などにある上皮細胞は、細胞同士に隙間ができないよう、互いに接着することで外界から体を守るバリアとして働いています。しかし普段、私たちのからだは常に様々な力にさらされています。例えば、転んでしまったときには外界から体に強い力がかかりますし、深呼吸をして肺がふくらんだときには体内で細胞を引き伸ばす力がかかります。このように、からだが様々な力にさらされた際、どうして細胞同士の接着が壊れてバラバラになってしまわないのでしょうか？これはヒトを含む多細胞動物の成り立ちを理解する上で根本的な問題です。　細胞同士を接着させる構造として、ほ乳類では主に、密着結合、接着結合、デスモソームの3種類がこれまでの研究で知られています。このうち、接着結合とデスモソームは力を受けた際に細胞がバラバラにならないように保つのに重要であることが知られていますが、密着結合が力を受けた際にどのような役割を果たしているのかは知られていませんでした。   　力に対する抵抗性における密着結合の役割がこれまで解明されてこなかった理由の一つとして、密着結合以外の接着結合やデスモソームといった接着構造の形成に影響を与えずに、密着結合のみを特異的かつ完全に不活性化することが難しかったことが挙げられます。研究グループは、これまでに密着結合の膜タンパク質※１であるクローディンとJAM-Aを欠失した細胞を作成し、これらの膜タンパク質が密着結合の形成に必要不可欠であること、接着結合やデスモソームの形成には影響を与えないことを明らかにしてきました。   　しかし今回、クローディンとJAM-Aを欠失した細胞を詳しく観察したところ、予想外なことに、ところどころ接着構造が断片化して崩壊している部位が観察されました。これは、クローディンとJAM-Aを欠失した細胞において、密着結合以外の接着結合やデスモソームといった接着構造が一度は形成されるものの、その後、何らかの理由で、それらの接着構造が一部崩壊している可能性を示唆しています。　そこで、研究グループはこの異常の原因を探るために、接着構造を蛍光タンパクによって可視化し、生きた細胞の中で接着構造が壊れる様子を、顕微鏡の下で観察しました。その結果、正常な細胞では、細胞が変形した時にも細胞同士の接着構造が途切れることがないのに対し、クローディンとJAM-Aを欠失した細胞では、細胞が偶発的に引き伸ばされた際に細胞同士の接着が壊れてしまうことがわかりました（図１）。そこで、細胞のひずみ（変形率）を測定したところ、クローディンとJAM-Aを欠失した細胞では、細胞のひずみがある一定のしきい値を超えると細胞同士の接着が壊れてしまうことがわかりました。これらの結果から、密着結合の膜タンパク質が、力に対する抵抗性に必要であることが明らかになりました。   　さらに、研究グループは密着結合に存在するZO-1というタンパク質に注目。ZO-1は力を受けるとその構造を変化させるメカノセンサー※２（力を感知するタンパク質）であることが知られています。超解像顕微鏡※３を用いた解析から、クローディンとJAM-Aを欠失した細胞では力を受けた際のZO-1の分子構造の変化が不十分で、細胞同士の接着も著しく脆弱になることが分かりました。   　古瀬教授は「今回の研究で、密着結合が力学的ストレスに耐えるのに重要であることが分かりました。今後、様々な接着構造がどのように連携して私達のからだをつなぎ合わせているか、また一旦壊れてしまった細胞同士の接着がどのようにして修復されるのかを理解することにつながると期待されます。」と話しています。   ＜助成金などの必要情報＞ 本研究は文部科学省科学研究費補助金、科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業（さきがけ）、武田科学振興財団、稲盛財団、日本二分脊椎・水頭症研究振興財団の補助を受けて行われました。 ＜用語解説＞ 注１）膜タンパク質：細胞膜などの生体膜などに存在するタンパク質。生体膜をまたぐような情報や物質のやり取りや、細胞同士の相互作用など様々なはたらきを持つ。 注２）メカノセンサー：機械的な刺激を感知する分子。機械的な力がかかることによって分子の構造や性質を変化させることにより、機械的な刺激に対して細胞が応答するために重要なはたらきを持つ。 注３）超解像顕微鏡：従来の光学顕微鏡は200nm（1mmの5000分の1の長さ）以下に近づいた二点を区別して観察することが出来ないという解像度の限界があったが、近年の技術革新により通常の光学顕微鏡の解像度の限界を克服してより高い解像度で観察することのできる顕微鏡の総称。 今回の発見 １．密着結合の膜タンパク質であるクローディンとJAM-Aが力学的ストレスに耐えるために重要であることを発見しました。 ２．密着結合に存在し、力を感知して構造を変化させるタンパク質（ZO-1）の分子構造の変化が、力学的ストレスに対する抵抗性に重要であることを明らかにしました。   図１　クローディン・JAM-A欠失細胞の細胞間接着構造は力学的ストレスに脆弱である 正常細胞および密着結合の膜タンパク質であるクローディンとJAM-Aを欠失した細胞の細胞間接着構造をZO1-GFPを用いて可視化して動画を撮影した。＊で示した細胞が偶発的に伸展された時に、正常細胞においては細胞間接着構造は常に途切れることなく連続性を保っているが、クローディン・JAM-A欠失細胞においては細胞間接着構造が崩壊し、断片化した（00:24～02:48, h:min）。 この研究の社会的意義 今回の研究により、からだが力学的ストレスに耐えるために密着結合が重要であることが初めて解明されました。今後、密着結合が他の接着構造とどのように連携してからだを力学的ストレスから保護するのかが解明されることが期待されるとともに、一旦壊れてしまった接着構造がどのようにして修復されるかの仕組みの解明の足掛かりになると期待されます。 論文情報 ＜論文タイトル・著者情報＞ Tight junction membrane proteins regulate the mechanical resistance of the apical junctional complex.   Thanh Phuong Nguyen, Tetsuhisa Otani, Motosuke Tsutsumi, Noriyuki Kinoshita, Sachiko Fujiwara, Tomomi Nemoto, Toshihiko Fujimori, and Mikio Furuse. Journal of Cell Biology.  DOI：10.1083/jcb.202307104   お問い合わせ先 ＜研究について＞ 自然科学研究機構　生理学研究所　細胞構造研究部門教授　古瀬幹夫　（フルセミキオ）Tel: 0564-59-5277  FAX: 0564-59-5275　携帯電話: 080-1415-7219email: &＃x66;&＃117;&＃x72;&＃117;&＃x73;e&＃x40;ni&＃x70;s&＃x2e;&＃97;&＃99;.&＃x6a;&＃x70; ＜広報に関すること＞ 自然科学研究機構　生理学研究所　研究力強化戦略室TEL: 0564-55-7722  FAX: 0564-55-7721　email: &＃x70;u&＃x62;&＃45;&＃97;&＃x64;&＃x6d;&＃64;&＃x6e;i&＃x70;&＃115;&＃x2e;&＃x61;&＃99;&＃x2e;&＃106;&＃x70; 東京都公立大学法人東京都立大学管理部 企画広報課 広報係TEL: 042-677-1806  FAX: 042-677-1830email：in&＃x66;&＃x6f;@&＃106;&＃x6d;j&＃46;t&＃109;&＃117;&＃46;&＃97;&＃99;&＃46;&＃x6a;&＃112; 基礎生物学研究所 広報室TEL: 0564-55-7628　FAX: 0564-55-7597email: &＃x70;r&＃x65;s&＃x73;@&＃110;&＃x69;&＃98;&＃x62;&＃46;&＃97;c&＃46;&＃106;p   --- 理学部生命科学科　大谷哲久 准教授元のページに戻る 最新のニュース 2024.05.29 お知らせ 【重要】2024年度前期　一般学生　授業料減免申請 追加申請受付について 2024.05.24 お知らせ 【研究発表】一度の激しい運動がその後の身体活動量と体温を下げ体重を増やしてしまう 2024.05.17 お知らせ 【研究発表】溶液と固体の状態で円偏光を発光するキラルな亜鉛錯体の開発に成功－溶液と個体とで円偏光の回転方向が反転　新たな発光デバイスへの応用に期待－ 2024.05.16 お知らせ 【研究発表】過去77年間の小笠原諸島の植生変化を解明 －過去の人為的攪乱の履歴が、生態系の復元可能性に影響－ 2024.05.13 お知らせ 【研究発表】電気を流し、室温強磁性を示す希土類酸化物を発見－スピントロニクス材料としての応用に期待－ Page top 大学について学部・大学院教育の特長研究・産学公連携国際展開・留学学生生活・キャリア入試案内キャンパス・施設案内ニュース・イベントHOT TOPICS教員紹介 入学希望の方卒業生の方地域・一般の方企業・メディアの方在学生教職員 お問い合わせ関連リンクサイトマップサイトポリシープライバシーポリシーソーシャルメディアポリシーWEBマガジンメトロノワ調達・契約情報 ©2024 Tokyo Metropolitan Public University Corporation Follow Us都立大X都立大Channel Open/Close大学についてOpen/Close大学の目的・使命学長メッセージ学長メッセージ ＜メディア＞TMU Vision 2030Open/Close大学概要沿革組織図センター・機構学生数教職員数学則・規則施設概要設置認可申請書等東京都立大学の評価活動について数字で見る東京都立大学動画で見る東京都立大学シンボルマーク大学の校歌Open/Close教育情報の公表大学の教育研究上の目的・３ポリシー教育の3つのポリシー（学部）教育の3つのポリシー（大学院）教育研究上の基本組織アセスメント・ポリシー大学院（専門職大学院を除く）の学位論文審査基準授業に関すること成績評価基準、卒業・修了認定基準等メディア掲載Open/Close学部・大学院人文社会学部法学部経済経営学部理学部都市環境学部システムデザイン学部健康福祉学部Open/Close大学院 研究科・専攻一覧人文科学研究科法学政治学研究科経営学研究科理学研究科都市環境科学研究科システムデザイン研究科人間健康科学研究科大学院分野横断プログラム再編前の学部・大学院Open/Close教育の特長Open/Close革新的なカリキュラム基礎科目群教養科目群基盤科目群キャリア教育・インターンシッププログラム文理の枠を超えた履修推奨科目副専攻グローバル教育教職課程・学芸員養成課程文理教養プログラム学びのスタイル副専攻教職課程・学芸員養成課程教育基盤強化事業Open/Close教育改革推進事業首都大学東京 教育改革推進事業 FD活動都立大の教学IR ~Institutional Research~ベスト・ティーチング・アワードOpen/Close研究・産学公連携Open/Close研究センター、リサーチコア宇宙理学研究センター生命情報研究センター水道システム研究センター子ども・若者貧困研究センターソーシャルビッグデータ研究センター金融工学研究センター水素エネルギー社会構築推進研究センター医工連携研究センター量子物質理工学研究センターエネルギーインテグリティーシステム研究センター島嶼火山・都市災害研究センターコミュニティ･セントリック･システム研究センター言語の脳遺伝学リサーチコアサービスロボットインキュベーションハブリサーチコア（略称：serBOTinQ)高度研究東京都立大学 若手研究者等選抜型研究支援特別栄誉教授等制度・特別招聘教授制度共同研究・受託研究・学術相談・特定研究寄附金知的財産大学等発ベンチャー支援産学公連携スペース TMU Innovation Hub研究力強化推進プロジェクトローカル5G環境を活用した最先端研究都立大の先端研究に迫る傾斜的研究費一覧Open/Closeコンプライアンス・内部統制研究費の不正使用防止に対する取組（相談窓口・通報窓口の案内はこちら）研究活動の不正行為等防止に対する取組（通報窓口の案内はこちら）研究倫理利益相反マネージメント安全保障輸出管理Open/Close国際展開・留学多彩な留学制度／留学プログラムグローバル人材育成についてGlobal Discussion Camp（GDC）国連アカデミック・インパクト外国人留学生支援Open/Close国際交流協定協定校一覧（全学）(250KB)協定校一覧（部局間）(346KB)国際化基本方針国際化推進体制理学部生命科学科　英語課程 英語で学位が取得できるプログラムPickup！都立大の国際化 「東京都立大学ならではの体験ができる交換留学制度――異文化を肌で感じた記憶はその後の人生を変える」By 朝日新聞Thinkキャンパス広告記事Open/Close学生生活・キャリアOpen/Close学修サポート学生の修学支援主体的学修支援セミナーTA（ティーチングアシスタント）等Open/Close学生サポート学生相談室保健室ダイバーシティ推進室ボランティアセンター保険の加入学生課Open/Close施設の利用図書館連絡バス美術館の無料入場等学生寮などOpen/Closeキャンパスライフ学生広報チームpresents動画クラブ＆サークルFIND YOURSELF AT TMU(2.2MB)都立大生の1日VLOG！理系・文系の学生比べてみたBy朝日新聞YouTubeチャンネル【土佐兄弟の大学ドコイク】Open/Closeキャリア・就職キャリア支援・各種サポートキャリア支援課大学院進学Pickup！キャリア支援 「1年次から履修可能な現場体験型のキャリア授業で、未来の自分を考える」By 朝日新聞Thinkキャンパス広告記事学費・減免制度・奨学金制度等Open/Close入試案内Open/Close学部入試アドミッション・ポリシー学部入試概要【2024年5月24日更新】外部英語検定試験の利用について（2025年度以降一般選抜）インターネット出願入学者選抜要項・学生募集要項入試Q&A一般選抜の入試結果【2024年5月27日更新】(133KB)多様な選抜の入試結果【2024年4月26日更新】(146KB)募集人員【2023年7月7日更新】(313KB)オープンキャンパス・説明会資料請求・お問い合わせ入学考査料・入学料・授業料Open/Close学部入試制度改正2024年度2025年度2026年度Open/Close大学院入試大学院のシステムアドミッションポリシー大学院入試概要大学院学生募集要項大学院進学後の進路状況入学考査料・入学料・授業料資料請求・お問い合わせ大学案内・大学院案内Open/Closeキャンパス・施設案内キャンパスマップCampus Gallery図書館光の塔牧野標本館交通アクセスエコキャンパス・グリーンキャンパス電力使用状況イベントカレンダー教員紹介 入学希望の方卒業生の方地域・一般の方企業・メディアの方在学生 お問い合わせ関連リンクサイトマップサイトポリシープライバシーポリシーソーシャルメディアポリシーWEBマガジンメトロノワ調達・契約情報 JP EN Follow Us都立大X都立大Channel