Migration of mesangial cells is crucial in the repair process following glomerulopathy or during glomerular development, and is regulated by several growth factors. Directional migration requires the establishment of a polarized cytoskeletal arrangement, a process regulated by coordinated actin dynamics at the peripheral lamellipodia in migrating cells. Here, I demonstrate that the actin binding protein epithelial protein lost in neoplasm (EPLIN) is highly expressed in mesangial cells, proximal and distal tubular cells, and extraglomerular endothelial cells, it was associated with the mesangial cytoskeleton and regulates mesangial migration. EPLIN was localized in an area where mesangial cells are contiguous with endothelial cells, and in the mesangial cell-cell adhesion sites. It was also expressed in the mesangial extensions consisting of actin-containing microfilaments underneath the capillary endothelium close to the mesangial angles where they were attached to the glomerular basement membrane. In Thy-1.1 nephritic rats, the expression of EPLIN in injured glomeruli was dramatically decreased after anti-thy1 antibody injection. In cultured mesangial cells, EPLIN was colocalized with peripheral actin bundles and paxillin. PDGF induced membrane ruffling in mesangial cells and translocalization of EPLIN to the peripheral ruffles. Knockdown of EPLIN in mesangial cells altered the stability of focal adhesion and enhanced PDGF-induced cell migration, but not proliferation. These observations shed light on the role of coordinated actin remodeling in mesangial cells during restorative remodeling. Changes in the expression and localization of cytoskeletal regulators are responsible for the phenotypic changes of mesangial cells in glomerulonephritis.

糸球体発生や多くの糸球体疾患の修復の際にメサンギウム細胞の遊走が必須である。これは、PDGFをはじめとする様々な因子により調節されているが、その下流でいかにメサンギウム細胞の運動性が制御されているかは不明である。細胞の運動性は、アクチン骨格と基質との接着のダイナミックな制御により行われる。しかし、メサンギウム細胞のアクチン構造や基底膜との接着部位に存在する接着斑(Focal Adhesion)などの詳細は不明である。一般的にアクチンの重合、脱重合、束化はアクチン結合蛋白質により制御されている。本研究はメサンギウム細胞の運動性がいかに制御されているか、アクチン結合蛋白EPLINに着目して検討したもので、下記の結果を得ている。

1. EPLINは、in vivoにおいてメサンギウム突起、およびメサンギウム角における内皮細胞及び基底膜との接着部位に濃縮して局在した。そこで、ラット発達腎およびThy1腎炎モデルにおけるEPLINの発現を解析し、また培養メサンギウム細胞をもちいてEPLINの発現が細胞の増殖や運動性に関与する可能性を検討した。

2. 発達腎においては、S-shapeステージからcapillary loopステージにかけて、メサンギウム細胞が糸球体内に流入する際に発現を認めた。Thy1腎炎惹起後のメサンギウム細胞増殖期ではEPLINの発現は著明に減少していた。

3. 培養メサンギウム細胞においては、EPLINはストレスファイバーおよび接着斑に局在し、PDGF刺激によりラメリポディアに移行した。EPLINのノックダウンは接着斑を減少させ、PDGFによるメサンギウム細胞の運動性亢進を増強させたことから、EPLINによるアクチン骨格の束化および接着斑の制御が細胞運動性の調節に関与する可能性が示唆された。

以上、本論文はメサンギウム細胞増殖期におけるさまざまなアクチン結合蛋白質の発現の変化の検討より、細胞骨格や接着性の制御によりPDGFなどの刺激に対する反応性が変化することで細胞形態や運動能の調節が行われていることを明らかにした。本研究は、メサンギウム細胞の運動性にかかわる細胞骨格蛋白質のアクチン構造や接着斑蛋白質の制御機序の解明に重要な貢献をなすと考えられ、学位の授与に値するものと考えられる。