免疫細胞におけるインテグリン動態制御マシナリーの解明

• Project Area: Harmonized supramolecular machinery for motility and its diversity
• Project/Area Number: 15H01330
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 錦見 昭彦 北里大学, 理学部, 准教授 (70404019)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2016: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: リンパ球 / インテグリン / 細胞運動 / 細胞 / 免疫学 / 蛋白質 / シグナル伝達 / 接着 / ケモアトラクタント / filamin

Outline of Annual Research Achievements

Rap1を欠損したリンパ球において、細胞膜のテザリングとこれに伴う血管内皮上でのローリング頻度が亢進することを見出した。詳細に解析したところ、GDP結合型Rap1がLOKを介してezrin/moesinをリン酸化することにより、細胞膜を細胞骨格に結合させていることが明らかになった。ケモカイン等の刺激を受けて、細胞膜近傍においてRap1がGTP結合型に置き換わることにより、GDP結合型Rap1が減少し、細胞膜のテザリングが誘導され、ローリングしやすい状態になることが明らかになった。昨年度までの結果と合わせて考察すると、血管内でリンパ球がケモカイン刺激を受けると、GDP結合型Rap1が減少することで細胞膜が細胞骨格からはずれローリングしやすくなること、これに引き続いてGTP結合型のRap1がRAPLやfilaminといったエフェクター分子をリクルートすることでインテグリンLFA-1が活性化されて細胞表面に集積することで血管内皮上に接着することを明らかにし、血管内皮におけるリンパ球の一連の接着動態がRap1により巧妙に制御されていることを示した。また、遊走するリンパ球において、LFA-1を介した接着が尾部において解除される機構を解析し、クラスリンを介したエンドサイトーシスによりLFA-1が細胞内に取り込まれることにより尾部が接着面からはずれ、細胞が前進することができることを明らかにした。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] ASB7 regulates spindle dynamics and genome integrity by targeting DDA3 for proteasomal degradation. (2016)
  • Author(s): Uematsu K, Okumura F, Tonogai S, Joo-Okumura A, Alemayehu DH, Nishikimi A, Fukui Y, Nakatsukasa K, Kamura T.
  • Journal Title: Journal of Cell Biology Volume: 215 Issue: 1 Pages: 95-106
  • DOI: 10.1083/jcb.201603062
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Parallel Regulation of von Hippel-Lindau Disease by pVHL-Mediated Degradation of B-Myb and Hypoxia-Inducible Factor α. (2016)
  • Author(s): Okumura F, Uematsu K, Byrne SD, Hirano M, Joo-Okumura A, Nishikimi A, Shuin T, Fukui Y, Nakatsukasa K, Kamura T.
  • Journal Title: Molecular Cellular Biology Volume: 36 Issue: 12 Pages: 1803-1817
  • DOI: 10.1128/mcb.00067-16
  • NAID: 120005844088
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Dual functions of Rap1 are crucial for T-cell homeostasis and prevention of spontaneous colitis. (2015)
  • Author(s): Ishihara S, Nishikimi A, Umemoto E, Miyasaka M, Saegusa M, Katagiri K
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 6 Issue: 1 Pages: 8982-8982
  • DOI: 10.1038/ncomms9982
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Rap1シグナルによる血管内皮上でのリンパ球の動態制御機構 (2017)
  • Author(s): 錦見昭彦、石原沙耶花、片桐晃
  • Organizer: 生体運動合同班会議2017
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2017-01-08
• [Presentation] Clathrin-dependent internalization of LFA-1 plays an important role in rear detachment during lymphocyte migration. (2016)
  • Author(s): Nishikimi A, Ishihara S, Katagiri K.
  • Organizer: 第45回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-12-07
• [Presentation] Rap1とfilaminの相互作用を介したリンパ球の接着制御 (2016)
  • Author(s): 錦見昭彦，石原沙耶花，片桐晃子
  • Organizer: 生体運動合同班会議2016
  • Place of Presentation: キャンパスプラザ京都（京都府京都市）
  • Year and Date: 2016-01-08
• [Presentation] Rab13 is a downstream effector of Mst1 to mediate LFA-1 activation crucial for lymphocyte trafficking. (2015)
  • Author(s): Nishikimi A, Ishiahra S, Katagiri K
  • Organizer: 第44回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-11-18
• [Presentation] Lymphocyte arrest was induced by the binding of active Rap1 to filamins. (2015)
  • Author(s): Ishiahra S, Nishikimi A, Katagiri K
  • Organizer: 第44回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-11-18
• [Remarks] 北里大学理学部免疫学講座
  • URL: https://www.kitasato-u.ac.jp/sci/resea/seibutsu/bogyo/seitaibogyo.HP/Home.html
• [Remarks] 北里大学の研究グループが炎症性腸疾患と大腸がんの発症メカニズムを解明
  • URL: https://www.u-presscenter.jp/modules/bulletin/index.php?page=article&storyid=8855