疑似細胞膜を用いた免疫細胞活性化シグナル伝達の細胞内1分子イメージング定量解析

• Project/Area Number: 20034058
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 十川 久美子 理研, 研究員 (20291073)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000); Fiscal Year 2009: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2008: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
• Keywords: 蛍光観察 / 1分子イメージング / 免疫細胞 / 抗原提示細胞 / 免疫シグナル / 人工脂質二重膜

Research Abstract

免疫細胞(T細胞)は、特異的抗原刺激に対応し、刺激の種類・強度依存的に不応答から活性化そして過剰活性化による細胞死まで多様な応答を示す。細胞問相互作用により提示される特異的抗原による活性化機構の解明には、刺激源である抗原提示細胞の模倣系を用いて刺激成分を制御することが有用な手段となる。抗原提示細胞由来のMHC一抗原ペプチド複合体、接着分子などを人工脂質二重膜に埋め込むことで、抗原提示細胞表面の模倣系を構築した。これにより、実際の細胞接触面でのイベントをガラス表面に再現できた。一方、免疫細胞活性化に有効な微弱刺激による応答は、個々のシグナル伝達蛋白質の1分子レベルでのリアルタイム観察および解析により詳細に調べることができる。我々の開発した蛍光1分子顕微鏡システムは、全反射照明法による細胞表面および薄層斜光照明法による細胞内部について低背景光の鮮明な画像を得る利点を有する。模擬抗原提示細胞系と蛍光1分子顕微鏡システムの組み合わせにより、刺激時の免疫受容体蛋白質およびシグナル伝達タンパク質の動的解析を行い、活性化初期過程において数十分子からなるTCR(T細胞受容体)マイクロクラスター形成が活性化に重要であることを示した。
今回、人工脂質二重膜に補助刺激因子を追加し、動的解析を行ったところ、TCRシグナルと同様、補助因子シグナルについても同様の集積が見られ、時間と共に細胞内での集積部位が異なり、時間的空間的に制御されていることが分かった。

Research Products

• [Journal Article] 薄層射光照明法で見えてくる新たな生命現象 (2009)
  • Author(s): 徳永万喜洋
  • Journal Title: 実験医学 26 Pages: 163-168
• [Journal Article] 免疫細胞シグナルの1分子イメージングと分子動態 (2009)
  • Author(s): 十川久美子
  • Journal Title: 生化学 81(印刷中)
  • NAID: 10024916287
• [Journal Article] Spatiotemporal regulation of T cell co-stimulation by TCR-CD28 microclusters through PKC0 translocation (2008)
  • Author(s): Yokosuka T.
  • Journal Title: Immunity 29 Pages: 589-601
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Single molecule imaging and quantitative analysis in living cells (2009)
  • Author(s): Sakata-Sogawa, K.
  • Organizer: Curie Institute Seminar
  • Place of Presentation: Paris, France
  • Year and Date: 2009-01-21
• [Presentation] Single molecule imaging and quantitative analysis in living cells. (2009)
  • Author(s): Sakata-Sogawa, K.
  • Organizer: EMBO workshop on Visualizing Immune System Complexity
  • Place of Presentation: Marseille, France
• [Presentation] Single molecule imaging in living cells and force detection of molecular interactions (2009)
  • Author(s): Tokunaga M.
  • Organizer: HITS2009 Symposium
  • Place of Presentation: Yokohama, Japan
• [Presentation] 細胞膜における免疫シグナル伝達分子相互作用の1分子イメージングと定量解析 (2008)
  • Author(s): 十川久美子
  • Organizer: BMB2008シンポジウム「膜ドメイン研究の新展開」
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2008-12-10
• [Presentation] T細胞の副刺激を制御する免疫シナプスの領域の同定 (2008)
  • Author(s): 横須賀忠
  • Organizer: 第38回日本免疫学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2008-12-05
• [Presentation] 薄層斜光照明法による細胞内1分子イメージング (2008)
  • Author(s): 十川久美子
  • Organizer: 日本生物物理学会第46回年会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2008-12-05
• [Presentation] 1分子計測・イメージングとシミュレーション研究の融合 (2008)
  • Author(s): 徳永万喜洋
  • Organizer: 日本生物物理学会第46回年会シンポジウム
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2008-12-03
• [Presentation] 細胞1分子イメージングと定量 (2008)
  • Author(s): 徳永万喜洋
  • Organizer: 理化学研究所公開シンポジウム「細胞・発生研究への数理科学的アプローチ
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2008-09-02
• [Presentation] Single Molecule imaging by HILO microscopy in living cells and stochastic of multilple intermediates detected by single-molecule protein unfolding. (2008)
  • Author(s): Tokunaga M.
  • Organizer: Albert Einstein College of Medicine Seminar
  • Place of Presentation: New York, USA
  • Year and Date: 2008-08-25
• [Presentation] Single molecule imaging and quantitative analysis of transcription factors in living cell by HILO microscopy. (2008)
  • Author(s): Sakata-Sogawa K.
  • Organizer: Gordon Research Conference on Single Molecule Approach to Biology
  • Place of Presentation: New Hampshire, USA
  • Year and Date: 2008-08-19
• [Presentation] Highly inclined thin illumination enable clear single-molecule imaging in living cells (2008)
  • Author(s): Tokunaga M.
  • Organizer: 39th NIPS International Symposium & 7th OIB Symposium
  • Place of Presentation: Aichi, Japan
• [Book] コロイド化学の基礎 第9章 (2009)
  • Author(s): 徳永万喜洋
  • Publisher: 丸善(印刷中)
• [Remarks]
  • URL: http://www.riken.go.jp/r-world/research/lab/rcai/mole/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://web.rcai.riken.jp/en/labo/mole/index.html