CaMKIIによる「浸透圧駆動型膜変形機構（CODE）」の発見
医学研究院
池ノ内 順一 教授
ポイント
・がん細胞が体内を移動する際に用いる膜突出構造「ブレブ」において、従来知られていなかった浸透圧を駆動力とする新しい拡大機構を明らかにしました。
・これまでもっぱら酵素として考えられてきた「Ca²⁺/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII（CaMKII）」が生み出す浸透圧によってブレブの拡大が起こることを見出しました。
・研究グループが「CaMKII-based Osmotically-driven Deformation（CODE）」と命名した上記の仕組みは、がん浸潤・転移機構のみならず、発生や神経細胞の活動といった幅広い生命現象の理解への足がかりとなることが期待されます。
概要
私たちのからだを構成する細胞は、状況に応じて形を変えながら移動する能力を持っています。がん細胞が体内を移動・浸潤する際には、ブレブと呼ばれる球状の細胞膜突出を形成し、他の細胞などとの接着に依存しないアメーバ様の遊走を行います。しかし、ブレブがどのような仕組みで拡大するのか、その分子機構は未解明でした。
九州大学大学院医学研究院生化学分野の池ノ内順一教授、同大学院システム生命科学府博士課程の藤井悠貴、および横浜市立大学大学院生命ナノシステム科学研究科の境祐二特任准教授らの研究グループは、がん細胞の遊走に関わるブレブ拡大が、従来とは異なる原理によって制御されていることを明らかにしました。本研究では、拡大期のブレブ内部で細胞内カルシウム濃度が上昇し、それに応答して、「Ca²⁺/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII（CaMKII）」が集積することを見出しました。CaMKIIは従来キナーゼ（酵素）として機能すると考えられてきましたが、本研究により、キナーゼ活性に依存せず巨大なタンパク質複合体を形成し、その局所的な蓄積によって生じる浸透圧差がブレブ拡大を直接駆動することが示されました。
研究グループは、この新しい膜変形機構を「CaMKII-based Osmotically-driven Deformation（CODE）」と命名しました。本成果は、がん細胞の高速な移動や浸潤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す。
本研究成果は、2026年2月3日付で科学論文誌『The EMBO Journal』に掲載されました。
研究者からひとこと
CaMKIIは細胞内に高濃度で存在するタンパク質ですが、これまで主に酵素として研究されてきました。本研究では、がん細胞のブレブ形成において、CaMKIIが酵素活性とは独立に浸透圧を生み出し、膜変形を直接駆動することを明らかにしました。本成果は、CaMKIIを細胞の物理的性質を制御する構造因子として捉え直す新しい視点を提示するものです。（九州大学 池ノ内順一）
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