時間免疫学と１細胞解析の融合による免疫反応におけるシンギュラリティ現象の解明

• Project Area: Singularity biology
• Project/Area Number: 19H05426
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 小野 昌弘 熊本大学, 国際先端医学研究機構, 客員准教授 (60447951)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000); Fiscal Year 2020: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2019: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
• Keywords: T細胞 / シンギュラリティ / 活性化T細胞 / T細胞分化 / シンギュラリティ細胞 / 活性化 / 免疫学 / ゲノム科学

Outline of Research at the Start

T細胞は特異的に抗原を認識する抗原受容体を持ち獲得免疫において中心的な役割を果たす。T細胞は抗原を認識すると、活性化して細胞分裂・分化する。T細胞は他の免疫細胞の制御で重要なはたらきがあるため、抗原認識後のT細胞の運命は個体レベルでの運命も左右する。しかし個々のT細胞内でいつ分化運命の分岐が起きるかは殆ど不明である。本研究はT細胞活性化・分化の特異点（シンギュラリティ）にある希少かつ独特な細胞の同定と解析を目指す。申請者が開発した新規技術によりT細胞の時間的動態を１細胞レベルで解明し、活性化シンギュラリティ細胞を同定、１細胞シークエンス・顕微鏡解析によりシンギュラリティ細胞の特徴解明を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

T細胞は抗原を認識すると様々な免疫細胞を活性化して抗原に対する特異的な免疫反応を引き起こすが、T細胞の抗原受容体であるT細胞受容体は遺伝子再構成により大きな多様性をもち，個々の抗原に特異的なT細胞の数は数十から数千個と大変少ないと考えられる。この少ないT細胞が抗原特異的な免疫反応の制御において中心的な役割を演ずる。

本研究は、稀なT細胞が抗原を認識して活性化したのち、一時的に活性化シンギュラリティ細胞としてはたらくことで、T細胞分化全体を牽引する現象の可能性について検討した。

このために、胸腺の分化過程のT細胞を用いてTocky(Timer of cell kinetics and activity)技術をつかい、活性化シンギュラリティ細胞を同定し、フローサイトメトリー、顕微鏡解析、遺伝子発現解析により分析した。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Imperial College London(英国)
• [Int'l Joint Research] Imperial College London(英国)
• [Journal Article] T-Cell Hyperactivation and Paralysis in Severe COVID-19 Infection Revealed by Single-Cell Analysis (2020)
  • Author(s): Kalfaoglu B, Almeida-Santos J, Tye A C, Satou Y, Ono M
  • Journal Title: Frontiers in Immunology Volume: 11 Pages: 589380-589380
  • DOI: 10.3389/fimmu.2020.589380
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] T-cell dysregulation in COVID-19 (2020)
  • Author(s): Kalfaoglu B, Almeida-Santos J, Tye CA, Satou Y, Ono M
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 538 Pages: 204-210
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.10.079
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research