2024-09-24 九州大学
医学研究院 池ノ内順一 教授
ポイント
- 体の表面を構成する上皮細胞シートのバリアが破綻すると炎症性疾患の原因になります。
- 上皮細胞シートの中でダメージを受けた細胞を、周りの細胞が迅速に排除することで、上皮細胞のバリアを安定に維持する仕組みを明らかにしました。
- 上皮細胞シートのバリア機能が低下することで起こるアトピー性皮膚炎や炎症性腸疾患などの病態解明や予防法の開発に役立つ知見です。
概要
私たちの体は上皮細胞のシートによって、外界からの異物の侵入を防いでいます。体の表面に位置する上皮細胞は、常に様々なストレスに曝されており、ダメージを受けた細胞はアポトーシス(細胞死)(※1)を起こします。アポトーシスを起こした細胞が、上皮細胞シート内に残り続けると、細胞シートの欠損部位となり、そこから異物の侵入が起こり、感染や炎症の原因になります。このため、アポトーシスを起こした細胞は、周囲の細胞によって迅速に細胞シートから排除する必要がありますが、どのように周囲の細胞がアポトーシスを起こした細胞を排除するかは詳しく明らかになっていませんでした。
今回の研究では、アポトーシス細胞に隣接した細胞では、アポトーシス細胞と接着した領域でカルシウムイオンが持続的に上昇する現象(CaREと命名)を見出し、この現象がアポトーシス細胞の効率的な排除に不可欠であることを明らかにしました。
九州大学大学院医学研究院の池ノ内順一教授、システム生命学府一貫制博士課程5年の長佑磨は、上皮細胞同士の機械的な連結にのみ関わっていると考えられてきたデスモゾーム(※2)と呼ばれる細胞接着装置に、細胞内カルシウムイオン動態の制御に関わる、小胞体IP3受容体が集積していることを見出しました。また、アポトーシス細胞と隣接細胞の接着面において、デスモゾームを介したカルシウムイオンの持続的上昇(CaRE)とそれによる接着面の収縮がアポトーシス細胞の排除に必須であることを見出しました。
本研究によって得られた知見は、アトピー性皮膚炎や炎症性腸疾患などの上皮バリアの破綻による病態の解明や慢性炎症の新たな予防法や治療法の開発に資する知見です。
本研究成果は、英国の科学雑誌「Current Biology」に2024年9月23日(日本時間)に掲載されました。
研究者からひとこと
皮膚を引っ張っても千切れないように、上皮細胞はデスモゾームなどの細胞接着装置を介して機械的に結合し、シートを形成しています。デスモゾームは細胞同士を強固に糊づけする役割のみが想定されていましたが、予想外なことに細胞内のカルシウムイオンを介してアポトーシス細胞の排除に関わることが明らかになりました。
用語解説
(※1) アポトーシス
紫外線によるDNA損傷などで不可逆的なダメージを受けた細胞は、個体の健全さを保つために、能動的に細胞死を引き起こします。この細胞死の形式をアポトーシスと呼びます。
(※2) デスモゾーム
細胞同士が接着してシートを形成する上皮細胞には、機能や形態が異なる複数の細胞接着装置が存在します。デスモゾームは、皮膚や心筋など、機械的な負荷を受ける細胞で多く見られる細胞接着構造です。
論文情報
掲載誌:Current Biology
タイトル:A sustained calcium response mediated by IP3 receptor anchoring to the desmosome is essential for apoptotic cell elimination
著者名:Yuma Cho, Ikuko Koyama-Honda, Akihiko Tanimura, Kenji Matsuzawa and Junichi Ikenouchi
DOI:10.1016/j.cub.2024.08.057
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