上皮バリアを素早く再建する新たなメカニズムを発見~アトピー性皮膚炎などの上皮バリアの破綻による病態の解明や治療法の開発に繋がる知見~

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2025-07-31 九州大学

九州大学の研究チームは、上皮細胞が迅速にバリア機能を再建する新たなメカニズムを解明した。上皮は病原体や外部刺激から体を守るバリアを担い、主にクローディンというタンパク質によって形成される。今回の研究で、クローディンが細胞膜内でEpCAMやTROP2に結合し“待機状態”で蓄えられ、Rho-ROCK経路の活性化によって即座に解放されることが明らかになった。これにより、上皮細胞は新たなタンパク質合成を待たず、短時間でタイトジャンクションを形成しバリアを回復できる。アトピー性皮膚炎や炎症性腸疾患など、上皮バリア破綻が関与する疾患の新たな治療戦略に繋がる知見として注目されている。研究成果は『eLife』に掲載された。

上皮バリアを素早く再建する新たなメカニズムを発見~アトピー性皮膚炎などの上皮バリアの破綻による病態の解明や治療法の開発に繋がる知見~図 上皮細胞は、タイトジャンクションの形成に必要なタンパク質であるクローディンを、 別の膜タンパク質であるEpCAMやTROP2に結合したかたちで保持しています(図左)。 上皮細胞を観察してみると、EpCAMがタイトジャンクション(TJ)よりも基底側のラテラル膜に分布しており、EpCAMが切断されると、EpCAMから遊離したクローディンがTJ形成に利用されます(図右)。

<関連情報>

Rho-ROCKは封じ込められたクラウディンを解放し、迅速な新規タイトジャンクション形成を促進する Rho-ROCK liberates sequestered claudin for rapid de novo tight junction formation

Yuma Cho,Akari Taniguchi,Akiharu Kubo,Junichi Ikenouchi
eLife  Published:Jul 24, 2025
DOI:https://doi.org/10.7554/eLife.102794.3

Abstract

The epithelial cell sheet maintains its integrity as a barrier while undergoing turnover of constituent cells. To sustain the barrier continuously, it’s essential to preserve the ‘old’ tight junctions (TJs) between cells being excluded from the sheet and their neighbors while simultaneously forming de novo TJs between newly adjacent cells. However, the molecular mechanisms involved in the formation of de novo TJs remain largely unknown. This study investigates two scenarios: the formation of de novo TJs during the removal of apoptotic cells from mouse monolayer epithelial sheets and during the differentiation of the granular layer in mouse stratified epidermis. We revealed that rapid claudin assembly is achieved by actively regulating the dissociation of the EpCAM/TROP2-claudin complex in both situations. Furthermore, we found that the Rho-ROCK pathway initiates the activation of matriptase, which cleaves EpCAM/TROP2, resulting in the supply of polymerizable claudin from the stockpiled EpCAM/TROP2-claudin complex at the plasma membrane to induce rapid de novo TJ formation.

医療・健康
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