ユビキチン化と抑制性マイクロクラスターの分子イメージング解析

• Project Area: Mutli-dimensional fluorescence live imaging of cellular function and molecular activity
• Project/Area Number: 23113521
• 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: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 横須賀 忠 独立行政法人理化学研究所, 免疫シグナル研究グループ, 上級研究員 (10359599)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000); Fiscal Year 2012: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2011: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: 免疫学 / シグナル伝達 / 抗原認識 / リンパ球 / バイオイメージング / 受容体・細胞内シグナル伝達 / 獲得免疫

Outline of Annual Research Achievements

T細胞が抗原提示細胞と接着し情報の受け渡しを行う際、二つの細胞の接着面には、T細胞受容体(TCR)を核とするシグナル伝達分子の集合体TCRマイクロクラスターが形成される。TCRマイクロクラスターはT細胞活性化の最小ユニットとして働くが、抑制シグナルのドメインとしても機能することが分かってきた。本課題研究では、E3ユビキチンリガーゼc-ClbおよびCbl-bが形成する新規抑制性マイクロクラスターをイメージングし、TCRのインターナリゼーションやその下流のシグナル伝達分子の分解を介したTCRシグナルの終焉のメカニズム明らかにした。
c-CblおよびCbl-b欠損マウスを用い、TCR およびその下流のシグナル伝達分子のイメージング解析を行った。末梢のT細胞においては、Cbl-b欠損により、TCRマイクロクラスターの中心部への移動が遅延、TCR/CD3複合体のインターナリゼーションが障害をうけ、TCR/CD3は巨大な中心部超分子活性凝集（c-SMAC）となった。Cblの基質となりうるTCR下流のシグナル伝達分子の多くもTCRマイクロクラスターに凝集し、Cbl-b欠損による巨大なc-SMACへのリクルート、それによりT細胞活性化の遷延が引き起こされた。Cblのアダプター分子CIN85は、CIN85コンディショナル遺伝子欠損マウスから、単独での作用はなかった。TCRのインターナリゼーションに関与するダイナミンとクラスリンを解析した。ダイナミンはTCRマイクロクラスターとc-SMACの両方に、クラスリンはc-SMACに凝集することが分かった。Cblを介するTCRシグナルの抑制は、マイクロクラスターと-SMACの両方において、時間的空間的に行われていると考えられた。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Programmed cell death-1 forms negative costimulatorymicroclusters that directly inhibit T cell receptor signaling by recruiting phosphatase SHP2 (2012)
  • Author(s): Yokosuka T, Takamatsu M, Kobayashi-Imanishi W, Hashimoto-Tani A, Azuma M, Saito T
  • Journal Title: J Exp Med Volume: 209 Issue: 6 Pages: 935-945
  • DOI: 10.1084/jem.20112741
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A motif in the V3 domain of the kinase PKC-θ determines its localization in the immunological synapse and functions in T cells via association with CD28 (2011)
  • Author(s): Kong, K-F., Yokosuka, T., Canonigo-Balancio, A.J., et al
  • Journal Title: Nat.Immunol. Volume: 12 Issue: 11 Pages: 1105-1112
  • DOI: 10.1038/ni.2120
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CIN85 drives B cell responses by linking BCR signals to the canonical NF-κB pathway (2011)
  • Author(s): Kometani, K., Yamada, T., Sasaki, Y., Yokosuka, T., Saito, T., Rajewsky, K., Ishiai, M., Hikida, M. and Kurosaki, T
  • Journal Title: J. Exp. Med Volume: 208 Issue: 7 Pages: 1447-1457
  • DOI: 10.1084/jem.20102665
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynein-driven transport of T cell receptor microclusters forms the cSMAC and regulates T cell activation (2011)
  • Author(s): Hashimoto-Tane A, Yokosuka T, Sakata-Sogawa K, Sakuma M, Ishihara C, Tokunaga M, Saito T
  • Journal Title: Immunity Volume: Vol.34 Issue: 6 Pages: 919-931
  • DOI: 10.1016/j.immuni.2011.05.012
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Negative costimulatory microclusters inhibiting T cell-mediated inflammation (2013)
  • Author(s): Tadashi Yokosuka, Akiko Hashimoto-Tane, Takashi Saito
  • Organizer: JST-CREST International Symposium
  • Place of Presentation: 学術総合センター（東京）
  • Year and Date: 2013-02-12
• [Presentation] Dynamic and cytoskeletal regulation of T cell activation (2013)
  • Author(s): Takashi Saito, Tadashi Yokosuka, Akiko Hashimoto-Tane
  • Organizer: RIKEN RCAI-University of Michigan Joint Workshop
  • Place of Presentation: Detroit, USA
  • Year and Date: 2013-01-16
  • Invited
• [Presentation] Essential role for intra- and intermolecular SH3-GUK interactions of CARMA1 in antigen receptor-induced NF-κB and JNK activation (2012)
  • Author(s): Hiromitsu Hara, Tadashi Yokosuka, Hideki Hirakawa, Chitose Ishihara, Shinsuke Yasukawa, Haruhiko Koseki, Hiroki Yoshida, Takashi Saito
  • Organizer: 第41回日本免疫学会総会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（神戸）
  • Year and Date: 2012-12-05
• [Presentation] Ｔ細胞の抗原認識と免疫応答を司る活性化シグナルユニットの研究 (2012)
  • Author(s): 横須賀忠
  • Organizer: 第４回千葉医学会賞受賞講演
  • Place of Presentation: 千葉大学医学部（千葉）
  • Year and Date: 2012-06-20
  • Invited
• [Presentation] Negative regulation of TCR signaling by PD-1 microclusters (2012)
  • Author(s): Takashi Saito
  • Organizer: Keystone Symposia-Regulation of Lymphocyte Signaling
  • Place of Presentation: Keystone, USA
  • Year and Date: 2012-03-15
• [Presentation] 免疫シナプス形成を担うタイニンによるT細胞抗原受容体運搬の分子機構 (2012)
  • Author(s): 多根(橋本)彰子
  • Organizer: 第85回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2012-03-08
• [Presentation] SH3-Guk domain regulating Carma1 micro-cluster formation is essential for antigen receptor-induced NF-κB activation (2011)
  • Author(s): Hiromitsu Hara
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2011-12-15
• [Presentation] Dynamic regulation of T cell activation by TCR microclusters (2011)
  • Author(s): Tadashi Yokosuka
  • Organizer: 2nd CSI/JSI/KAI Joint symposium on Immunology
  • Place of Presentation: 大阪(招待講演)
  • Year and Date: 2011-12-06
• [Presentation] Imaging of T cell activation regulation : -Negative regulation of TCR sienaline by PD-1 microcluster- (2011)
  • Author(s): Takashi Saito
  • Organizer: University of Michigan-RCAI Joint Workshop
  • Place of Presentation: 横浜(招待講演)
  • Year and Date: 2011-12-01
• [Presentation] Negative regulation of TCR signaling by PD-1 microclusters (2011)
  • Author(s): Takashi Saito
  • Organizer: The 4th Joint RCAI-LIAI Workshop
  • Place of Presentation: La Jolla, USA(招待講演)
  • Year and Date: 2011-12-01
• [Presentation] 免疫シナプスにおけるタイニンによるT細胞受容体ミクロクラスター運搬の分子機構 (2011)
  • Author(s): 多根(橋本)彰子
  • Organizer: 第40回日本免疫学会総会学術集会
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2011-11-29
• [Presentation] The PD-1 microclusters : negative costimulatory signalosome directly targeting TCR downstream (2011)
  • Author(s): Tadashi Yokosuka
  • Organizer: 第40回日本免疫学会総会学術集会
  • Place of Presentation: 千葉(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-28
• [Presentation] Spatiotemporal regulation of T cell activation and costimulation (2011)
  • Author(s): Takashi Saito
  • Organizer: 1st POSTECH International Symposium of Bio-Imaging
  • Place of Presentation: Pohang, Korea(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-30
• [Presentation] 分子イメージングが拓くT細胞活性化の制御機構 (2011)
  • Author(s): 横須賀忠
  • Organizer: 第20回日本バイオイメージング学会学術集会
  • Place of Presentation: 千歳(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-02
• [Presentation] Spatiotemporal regulation of T cell co-stimulation (2011)
  • Author(s): Takashi Saito
  • Organizer: FASEB Summer Conferences 2011
  • Place of Presentation: Snowmass Village, USA(招待講演)
  • Year and Date: 2011-06-23
• [Presentation] PD-1マイクロクラスターによるT細胞活性化制御機構の解明 (2011)
  • Author(s): 横須賀忠
  • Organizer: 第21回Kyoto T Cell Conference
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2011-06-10
• [Presentation] Visualizing the dynamics of immune systems by TIRF (2011)
  • Author(s): Takashi Saito
  • Organizer: XXVI Congress of the International Society for Advancement of Cytometry
  • Place of Presentation: Baltimore, USA(招待講演)
  • Year and Date: 2011-05-24
• [Book] 免疫の辞典 (2011)
  • Author(s): 横須賀忠
  • Publisher: 朝倉書店