研究概要
モルフォゲンシグナル勾配は、組織の個々の細胞に空間的位置情報を与え、その場に適合した運命を誘導することで組織の正確なパターン形成を制御する化学的シグナルです。私達の研究グループはこれまでにゼブラフィッシュ初期胚を用いたイメージング解析から、正常な発生過程においてWntモルフォゲン勾配を乱す異常細胞が頻繁に自然発生することと、これらのシグナル異常細胞が隣接する正常細胞により感知され、細胞競合により組織から排除されることで組織の正確なパターンが修復されることを明らかにしました（Akieda et al. 2019）。つまり、異なる化学シグナルを持つ異常細胞と隣接正常細胞の細胞間コミュニケーションを介して異常細胞は排除され、組織パターンの頑強性が維持されていると言えます。しかし、隣接細胞が異常細胞の出現をどのように「感知」するかについてはほとんど明らかになっていません。私たちは最近、Wntモルフォゲン勾配と細胞間接着が連動することに着目し、Wntモルフォゲンシグナルの強度がアクトミオシン収縮力の変動を介して細胞間張力の強度に変換されることを新たに見出しました。この細胞間張力の変動は異常細胞の排除に必要であることから、「モルフォゲンシグナルの異常が細胞間張力の変動に変換されて隣接細胞により感知される」新規のメカニズムが存在すると考えられます。
そこで本研究課題では、モルフォゲンを含む化学シグナルと、細胞間の物理的相互作用とのクロストークに着目し、隣接細胞が異常細胞を感知し細胞競合を起動する普遍的な物理化学的メカニズムの解明を目指します。ゼブラフィッシュ胚とヒト腸オルガノイドを用いて、シグナル異常細胞の出現時における細胞間張力や細胞の形態変化、細胞の硬さといった力作用の定量的解析や、関連する化学シグナル伝達経路の探索を並行して行い、異常細胞を感知し細胞競合を起動させる細胞間コミュニケーションの物理化学的な共通基盤を明らかにしたいと考えています。
経歴
2015年に九州大学理学部生物学科卒業。2017-2019年度日本学術振興会特別研究員（DC1）。2020年に九州大学大学院 システム生命科学府（池ノ内順一 教授の研究室）にて博士号取得後、2021年3月まで同研究室にてポスドク研究員。2021年4月より、大阪大学 微生物病研究所（石谷太 教授の研究室）にて日本学術振興会特別研究員（PD）。
関連業績
- Calcium sparks enhance the tissue fluidity within epithelial layers and promote apical extrusion of transformed cellsv.
Kuromiya K, Aoki K, Ishibashi K, Yotabun M, Sekai M, Tanimura N, Iijima S, Ishikawa S, Kamasaki T, Akieda Y, Ishitani T, Hayashi T, Toda S, Yokoyama K, Lee CG, Usami I, Inoue H, Takigawa I, Gauquelin E, Sugimura K, Hino N, Fujita Y (*Co-first authors).
Cell Reports 40(2), (2022).
DOI: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111078 - De novo non-synonymous CTR9 variants are associated with motor delay and macrocephaly: human genetic and zebrafish experimental evidence.
Suzuki H, Aoki K, Kurosawa K, Imagawa K, Ohto T, Yamada M, Takenouchi T, Kosaki K, Ishitani T (*Co-first authors).
Human Molecular Geneics, 31; 22; 3846–3854, (2022).
DOI: https://doi.org/10.1093/hmg/ddac136 - STIM-Orai1 signaling regulates fluidity of cytoplasm during membrane blebbing.
Aoki, K., Harada, S., Kawaji, K. Matsuzawa, K. Uchida, S. Ikenouchi, J.
Nature Communications, 12, 480, (2021).
DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-20826-5 - Coordinated changes in cell membrane and cytoplasm during maturation of apoptotic bleb.
Aoki, K. Satoi, S. Harada, S. Uchida, S. Iwasa, Y. Ikenouchi, J.
Molecular Biology of the Cell, 31; 7; 833–844, (2020).
DOI: https://doi.org/10.1091/mbc.E19-12-0691 - A RhoA and Rnd3 cycle regulates actin reassembly during membrane blebbing.
Aoki, K. Maeda, F. Nagasako, T. Mochizuki, Y. Uchida, S. Ikenouchi, J.
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 113; 13; 1863-1871, (2016).
DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1600968113