１分子追跡によるFcεRIシグナル伝達分子の機能と時空間的制御の解明

• Project/Area Number: 18K14436
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 平本 菜央 京都大学, 高等研究院, 特定研究員 (10609093)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: シグナル伝達 / １分子イメジング / 免疫反応 / １分子追跡法 / ライブイメジング / 免疫応答

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、『１分子追跡によるFcεRIシグナル伝達分子の機能と時空間的制御の解明』について、以下の研究を行うことを目的とした。
①免疫FcεRIシグナル伝達経路における「CD6」と「SLP-76」の機能を１分子追跡法で調べる。１分子イメジングを用いて、FcεRIシグナル下において、CD6とSLP-76がどのような位置関係にあるのか、検討を行う。②マスト細胞内シグナル伝達における「時空間的制御機構」を解明する。CD6、SLP-76とその下流エフェクター分子に関して、FcεRIシグナル入力後、「いつ」「どこで」「どれくらいの時間」分子相互作用がなされているのか、１分子追跡法を用いて検討する。背景として、SLP-76はFcεRIが抗原刺激されるとリン酸化され、リン酸化SLP-76が下流にシグナルを伝達することで、マスト細胞活性化シグナルを促進している。また、これまでFcεRIシグナル伝達経路内において、CD6の関与は報告されていない。これまで①と②の研究を推進し、以下の進捗があった。
① CD6とFcεRIは抗原刺激下で共局在する。 (2) CD6は刺激前後ともに、SLP-76やSLP-76の結合分子であるGadsと一時的に共局在する。 (3) FcεRIとSLP-76は刺激有無に関わらず共局在はみられない。
② (4) CD6は、SLP-76やSykキナーゼに対する、脱リン酸化分子とは共局在しない。 (5) CD6とアクチン結合分子Ezrinは一時的に共局在する。(6) FcεRIとEzrinは刺激後において共局在する。(7) 刺激後にFcεRIが細胞膜上で停留するが、アクチンとの明確な関連まではわからなかった。

Research Products

• [Presentation] DYNAMIC REGULATION OF AMPA RECEPTOR AND STARGAZIN CONCENTRATION IN THE SPINE IN THE TIME SCALE OF 0.1 S TO SEVERAL 100 S; UNRAVELING BY SINGLE-MOLECULE TRACKING. (2019)
  • Author(s): ○Nemoto Y.L., Naito K., Hijikata H., Tsunoyama T.A., Hiramoto-Yamaki N., Kasai R.S., Shirai Y.M., Miyahara M.S., Fujiwara T.K., Kusumi A.
  • Organizer: The 63rd Annual Meeting of the Biophysical Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] LAT VESICLES WORK AS A SIGNAL TRANSDUCTION PLATFORM IN IMMUNE CELLS; UNRAVELING BY SINGLE-MOLECULE IMAGING. (2019)
  • Author(s): ○Hirosawa K.M., Hiramoto-Yamaki N., Yoshida K.J., Nozaki S., Tsunoyama T.A., Tang B., Suzuki K.G.N., Nakayama K., K. Fujiwara T.K., Kusumi A.
  • Organizer: The 63rd Annual Meeting of the Biophysical Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Three-dimensional membrane platform for signaling in immune cells (2019)
  • Author(s): ○Hirosawa K.M., Hiramoto-Yamaki N., Yoshida K.J., Nozaki S., Tsunoyama T.A., Tang B., Suzuki K.G.N., Nakayama K., K. Fujiwara T.K., Kusumi A.
  • Organizer: The 16th International Membrane Research Forum
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Fast and slow turnover of AMPA receptor and stargazin in the spine in the time scale of 0.1 s to several 100 s; unraveling by single molecule imaging (2019)
  • Author(s): ○Nemoto Y.L., Naito K., Hijikata H., Tsunoyama T.A., Hiramoto-Yamaki N., Kasai R.S., Shirai Y.M., Miyahara M.S., Fujiwara T.K., Kusumi A.
  • Organizer: The 16th International Membrane Research Forum
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 100分子ほどの膜貫通足場タンパクLAT がマスト細胞の免疫反応を担っている (Only ~100 copies of a transmembrane scaffolding protein LAT are responsible in the immune response in mast cells) (2018)
  • Author(s): ○Hirosawa K.M., Hiramoto-Yamaki N., Nozaki S., Tsunoyama T.A., Tang B., Suzuki K.G.N., Nakayama K., K. Fujiwara T.K., Kusumi A.
  • Organizer: 第56回日本生物物理学会年会