がん細胞の遊走に関わるブレブの形成機構の解明~CaMKIIによる「浸透圧駆動型膜変形機構(CODE)」の発見~

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2026-02-06 九州大学

九州大学大学院医学研究院の池ノ内順一教授らは、がん細胞の遊走に用いられる膜突出構造「ブレブ」の拡大機構として、従来知られていなかった浸透圧駆動型の膜変形機構を解明した。ブレブ拡大期に細胞内カルシウム濃度が上昇し、Ca²⁺/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII(CaMKII)が局所的に集積することを発見。CaMKIIは酵素活性に依存せず巨大なタンパク質複合体を形成し、その蓄積による浸透圧差がブレブ拡大を直接駆動することが示された。研究グループはこの仕組みを「CaMKII-based Osmotically-driven Deformation(CODE)」と命名。本成果は、がん浸潤・転移の分子基盤に新たな視点を与えるとともに、CaMKIIを細胞質の物性を制御する構造因子として再定義するものであり、発生や神経活動など幅広い生命現象の理解への波及が期待される。成果はThe EMBO Journalに掲載された。

がん細胞の遊走に関わるブレブの形成機構の解明~CaMKIIによる「浸透圧駆動型膜変形機構(CODE)」の発見~

<関連情報>

CaMKIIは浸透圧タンパク質超複合体を核化し、細胞ブレブの拡大を誘導する CaMKII nucleates an osmotic protein supercomplex to induce cellular bleb expansion

Yuki Fujii,Yuji Sakai,Kenji Matsuzawa & Junichi Ikenouchi
The EMBO Journal  Published:03 February 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s44318-026-00703-5

Abstract

Blebs are membrane protrusions formed when localized regions of the plasma membrane detach from the actin cortex, enabling outward expansion driven by intracellular pressure. These structures play critical roles in cell migration and proliferation. While cortical actin contraction has been proposed as the primary driver of cytoplasmic fluid influx during bleb expansion, our prior observations revealed compartmentalization of Ca²⁺ ions and specific proteins (e.g., Mena) within expanding blebs. The functional significance of these components remained unresolved. In this study, we demonstrate that elevated Ca²⁺ levels during bleb expansion induce the assembly of a protein superstructure built around the CaMKII holoenzyme, incorporating Mena and other regulatory proteins. This complex exhibits intrinsic osmotic activity, facilitating water influx and directly contributing to bleb expansion. These findings elucidate a novel mechanism underlying bleb expansion and provide new insights into the dynamic regulation of physicochemical properties of the cytoplasm.

医療・健康
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