ポスター：SMADシグナル伝達経路を定量的に評価するためのマルチスケールアプローチ

血管新生と細胞増殖は、基本的な生物学的プロセスであり、その病態は、2種類のがんの特性として特定されています。これらのプロセスの制御において中心的な役割を果たすのが、TGF-βとBMPシグナル伝達経路であり、SMADタンパク質は、その主要な下流エフェクター分子です。リガンドが結合すると、TGF-βまたはBMP type I/II受容体ヘテロ三量体が受容体調節SMAD (R-SMAD) をリン酸化します。TGF-β-受容体が結合すると、SMAD2/3のリン酸化が起こり、BMP-受容体の結合はSMAD 1/5/8のリン酸化を誘導します。リン酸化されたSMAD (pSMAD)は、その後co-SMADであるSMAD4と複合体を形成します。そして核移行し、そこで標的遺伝子の転写活性を調節します。SMADのリン酸化と機能的出力の大きさ (血管新生の促進や細胞増殖の抑制) は、どちらもリガンドの濃度と暴露時間に依存しています。この研究では、R-SMADのリン酸化状態、およびそれによる下流への生物学的効果を、3つの異なる生物学的スケール：1) 生化学レベル、2) 細胞レベル、3) 組織/3Dモデルで評価しました。生化学レベルでは、成長因子刺激に応答してのR-SMADの一時的および用量依存的なリン酸化が、定量的ELISA法により定量できます。成長因子の刺激は、SMADリン酸化および核移行のハイコンテントイメージングによって細胞レベルで定量でき、同時に細胞増殖の速度をモニタリングできます。最後に、HUVECベースの3D血管新生モデルシステムを使用した高解像度共焦点イメージングにより、リン酸SMADシグナル伝達の発生の影響を観察できます。

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