自己反応性T細胞の胸腺組織内3次元機能的動態イメージング

• Project Area: Mutli-dimensional fluorescence live imaging of cellular function and molecular activity
• Project/Area Number: 25113720
• 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: Kansai Medical University
• Principal Investigator: 植田 祥啓 関西医科大学, 医学部, 講師 (90533208)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000); Fiscal Year 2014: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2013: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 蛍光生体イメージング / 胸腺細胞の選択 / 自己反応性T細胞

Outline of Annual Research Achievements

胸腺の自己反応性T細胞の選択は自己免疫を抑制するために重要な役割を果たす。本研究は胸腺スライス培養と2光子イメージングにより胸腺細胞の選択の過程の現場を可視化して、胸腺細胞の選択過程の時空間的な制御機構を明らかにすることを目的とした。今年度においては制御性T細胞に分化する過程の可視化を試みた。制御性T細胞は自己免疫を抑制する重要なT細胞である。制御性T細胞特異的な転写因子であるFoxp3遺伝子座にFoxp3 IRES GFPをノックインしたマウスを用いて制御性T細胞を可視化した。そのマウスから胸腺細胞を胸腺スライスに導入し培養したところ約4日後に30-50%の細胞が制御性T細胞に分化した。2光子イメージングにより制御性T細胞への分化は2日目まで、クローンの拡大は4日目までに起こることが明らかと成った。このことから胸腺細胞の選択の現場を時空間的に解析することができる実験系が確立された。さらに、この胸腺イメージングの実験系を改良し、胸腺細胞の接着シグナルを活性化型Rap1の蛍光親和性プローブをレンチウイルス法により遺伝子導入して可視化した。Rap1がT細胞のインテグリンの活性化に重要な分子である。活性化型Rap1はSP細胞では膜に局在し、移動中にしばしば細胞の前方先端に集積する様子が観察された。それらの抗原特異的な細胞凝集塊においては、抗原を提示している髄質上皮細胞との接着面に集積していていることが明らかとなった。活性化LFA-1と結合するtalin1を蛍光プローブとして用いた場合でも同様の結果を得た。この実験により組織中の胸腺細胞のインテグリンのダイナミックな制御活性化が初めて明らかとなった。今まで、ex vivoで成熟マウスにおける胸腺細胞の選択機構を詳細に解析する実験系は開発されておらず、この系を利用して新たな胸腺の選択のメカニズムが明らかになることが期待される。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Autotaxin Produced by Stromal Cells Promotes LFA-1－Independent and Rho-Dependent Interstitial T Cell Motility (2014)
  • Author(s): Katakai T., Kondo N., Ueda Y., and Kinashi T
  • Journal Title: J Immunol Volume: 193 Issue: 2 Pages: 617-626
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1400565
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Antigen-specific suppression and immunological synapse formation by regulatory T cells require the mst1 kinase. (2013)
  • Author(s): Tomiyama T, Ueda Y, Katakai T, Kondo N, Okazaki K, Kinashi T.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 8(9):e73874. Issue: 9 Pages: e73874-e73874
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0073874
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mst1による胸腺細胞のインテグリン接着制御と選択機構 (2013)
  • Author(s): 植田祥啓、木梨達雄
  • Journal Title: 医学のあゆみ Volume: Vol.247,No6 Pages: 565-566
• [Presentation] Visualization of thymocyte trafficking and selection processes: the importance of Rap1 signaling and integrins (2015)
  • Author(s): Ueda Y., Kondo N.,Ozawa M., Katakai T., and Kinashi T.
  • Organizer: International Symposium on Multi-dimensional Fluorescence Live Imaging of Cellular Functions and Molecular Activities
  • Place of Presentation: 京都（国立京都国際会館）
  • Year and Date: 2015-01-26 – 2015-01-28
• [Presentation] SEMA3E/Plexin D1 axis controls thymocyte sdhesion and polarization by modulating the Rap1signaling pathway (2014)
  • Author(s): Ueda Y., Kondo N.,Ozawa M., Katakai T., and Kinashi T.
  • Organizer: 第43回免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都（国立京都国際会館）
  • Year and Date: 2014-12-10 – 2014-12-12
• [Presentation] Sema3E-Plexin signals regulate thymocyte migration by modulating Rap-1-dependent integrin activation (2014)
  • Author(s): Ueda Y., Kondo N., Kinashi T.
  • Organizer: The 37th NAITO CONFERENCE ON Bioimaging-a paradigm shift for the life sciences
  • Place of Presentation: Niseko, Hokkaido, Japan(ニセコ ヒルトンビレッジ）
  • Year and Date: 2014-07-15 – 2014-07-18
• [Presentation] Live-imaging analysis of LFA-1/ICAM-1 and roles of Mst1 in immunological synapse formation using primary T lymphocytes (2013)
  • Author(s): Kondo N., Ueda Y., Katakai T., Kinashi T.
  • Organizer: 日本免疫学会総会第42回学術集会
  • Place of Presentation: 幕張
• [Presentation] Crucial roles of Mst1for antigen recognition during T cell-APC interactions. (2013)
  • Author(s): Ozawa M., Katakai T., Ueda Y., Lee S.I., Kinashi T.
  • Organizer: 日本免疫学会総会第42回学術集会
  • Place of Presentation: 幕張
• [Presentation] Regulation of Lymphocyte “Stop and Go” via LFA-1 and ICAM-1: Lymphocyte Trafficking Analysis using Live Imaging Techniques
  • Author(s): Kinashi T., Katakai T., Ueda Y., Kondo N.
  • Organizer: 第51回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 京都国際会館