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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Visualization of symbiotic interfaces and cellular responses

Planned Research

Project AreaBiophysical Chemistry for Material Symbiosis
Project/Area Number 20H05872
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

大場 雄介  北海道大学, 医学研究院, 教授 (30333503)

Project Period (FY) 2020-11-19 – 2025-03-31
Keywords物質共生 / 弱い相互作用 / 相関イメージング / 細胞膜 / 細胞応答
Outline of Annual Research Achievements

本計画研究においては、マテリアルが最初に接触する生体要素、すなわちマテリアルと生体とのインターフェースである細胞膜を「まるごと」その挙動を含めて可視化することを目的に研究を実施している。同時に膜上で生じるマテリアル―細胞相互作用を、その強弱によらず網羅的に可視化し、相互作用により、細胞膜直下、細胞内および各オルガネラ等で生じる細胞応答を、蛍光バイオイメージングで同時可視化する実験系が構築された。この相関イメージングにより 、マテリアルシンバイオシスを司る分子基盤、すなわち、生体がマテリアルと遭遇した時に呈する細胞応答や細胞動態を可視化した。
本研究で実施する、細胞表面で生じるマテリアルと細胞表面タンパク質の「弱い相互作用」が生じている現場である細胞膜の動態観察を実現するために必要な、各種バイオイメージング技術の開発等を行った。また、オルガネラ間の「弱い相互作用」の解析結果に関する論文を発表した。さらにこの研究成果を発展させ、相互作用様式の定量解析や物質あるいは各種病原体等と細胞との相互作用と細胞応答解析へと発展させている。また、ウイルスをモデルとして宿主細胞との相互作用を制御する細胞間シグナル伝達機構を見出し、論文化を進めてきた。物質との相互作用においても同様の機序が作動するかも検討中である。
本研究グループは、研究領域内の測定拠点としての活動も求められている。本年度は、R2年度から継続してその体制整備を実施し、実際に運用を開始し順調に稼働している。稼働中の機器は以下の通り。高速ディスク式共焦点顕微鏡3機(うち2機は2波長同時刻画像取得可能、3機は超解像ユニット実装)、全反射顕微鏡1機、広視野顕微鏡1機等。本年度の共同研究実績は領域内外で20件に及んだ。また、例年通り領域共催のイメージング講習会を実施した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

年度当初において交付申請書に記載した本年度の実施計画にそって進展したから。

Strategy for Future Research Activity

イメージング拠点は従前どおり円滑な運営体制も維持する。 また、これらの機器を活用し、さらなる観察の高解像度化を進め、相互作用様式の定量解析や物質あるいは各種病原体等と細胞との相互作用と細胞応答解析をさらに進める。おって、さらなる共同研究の活性化につなげる。

  • Research Products

    (20 results)

All 2024 2023

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Intravenous Administration of Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosome Alleviates Spinal Cord Injury by Regulating Neutrophil Extracellular Trap Formation through Exosomal miR-125a-3p2024

    • Author(s)
      Morishima Yutaka、Kawabori Masahito、Yamazaki Kazuyoshi、Takamiya Soichiro、Yamaguchi Sho、Nakahara Yo、Senjo Hajime、Hashimoto Daigo、Masuda Sakiko、Fujioka Yoichiro、Ohba Yusuke、Mizuno Yuki、Kuge Yuji、Fujimura Miki
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 25 Pages: 2406~2406

    • DOI

      10.3390/ijms25042406

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Strength in numbers: Unleashing the potential of trans-scale scope AMATERAS for massive cell quantification2024

    • Author(s)
      Ichimura Taro、Kakizuka Taishi、Sato Yuki、Fujioka Yoichiro、Ohba Yusuke、Horikawa Kazuki、Nagai Takeharu
    • Journal Title

      Biophysics and Physicobiology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.2142/biophysico.bppb-v21.s017

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of Polymer?Lipid Hybrid Nanoparticles for Large-Sized Plasmid DNA Transfection2023

    • Author(s)
      Maeki Masatoshi、Uno Shuya、Sugiura Kaisei、Sato Yusuke、Fujioka Yoichiro、Ishida Akihiko、Ohba Yusuke、Harashima Hideyoshi、Tokeshi Manabu
    • Journal Title

      ACS Applied Materials & Interfaces

      Volume: 16 Pages: 2110~2119

    • DOI

      10.1021/acsami.3c14714

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Safe and efficient oral allergy immunotherapy using one-pot-prepared mannan-coated allergen nanoparticles2023

    • Author(s)
      Li Shunyi、Toriumi Hiroki、Takahashi Daisuke、Kamasaki Tomoko、Fujioka Yoichiro、Nagatoishi Satoru、Li Jinting、Liu Yiwei、Hosokawa Takanatsu、Tsumoto Kouhei、Ohba Yusuke、Katayama Yoshiki、Murakami Daisuke、Hase Koji、Mori Takeshi
    • Journal Title

      Biomaterials

      Volume: 303 Pages: 122381~122381

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2023.122381

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Comparative pathogenicity of SARS-CoV-2 Omicron subvariants including BA.1, BA.2, and BA.52023

    • Author(s)
      Tamura T, Yamasoba D, Oda Y, Ito J, Kamasaki T, Nao N, Hashimoto R, Fujioka Y, Suzuki R, Wang L, Ito H, Kashima Y, Kimura I, Kishimoto M, Tsuda M, Sawa H, Yoshimatsu K, Yamamoto Y, Nagamoto T, Kanamune J, Suzuki Y, Ohba Y, et al.
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 6 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s42003-023-05081-w

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] AFM-蛍光相関イメージングによる細胞膜ナノ動態の観察2024

    • Author(s)
      大場雄介
    • Organizer
      バイオSPM研究会
    • Invited
  • [Presentation] ウイルス感染時の膜とイオンダイナミクスのイメージング2023

    • Author(s)
      大場雄介
    • Organizer
      第97回日本感染症学会総会・学術講演会 第71回日本化学療法学会学術集会 合同学会(パシフィコ横浜 ノース@横浜)
    • Invited
  • [Presentation] Imaging of cellular responses―dynamics of plasma membrane and ions―to viruses and extracellular materials_2023

    • Author(s)
      大場雄介
    • Organizer
      7thハラタマワークショップ 7th Gratama Workshop
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] SARS-CoV-2の宿主細胞侵入機構の解析2023

    • Author(s)
      藤岡容一朗、鬼塚洋之進、田村友和、柏木彩花、島田琉海、小澤史弥、福原崇介、吉田藍子、釜崎とも子、酒井信明、天野麻穂、大場雄介
    • Organizer
      第75回日本細胞生物学会大会
  • [Presentation] インフルエンザウイルス感染促進機構の解明2023

    • Author(s)
      小澤史弥、藤岡容一朗、吉田藍子、柏木彩花、釜崎とも子、酒井信明、天野麻穂、大場雄介
    • Organizer
      第 75 回日本細胞生物学会大会
  • [Presentation] PI3KとVDAC2の結合はRas-PI3K陽性エンドソームとミトコンドリアの相互作用を誘導しエンドソームの成熟を促進する2023

    • Author(s)
      佐藤絢、藤岡容一朗、柏木彩花、吉田藍子、藤岡真理、笹島仁、南保明日香、天野麻穂、大場雄介
    • Organizer
      第103回日本生理学会北海道地方会
  • [Presentation] ウイルスタンパク質viroporinによる細胞内Ca2+濃度上昇の細胞間伝播と感染促進2023

    • Author(s)
      島田琉海、藤岡容一朗、小澤史弥、釜崎とも子、柏木彩花、吉田藍子、酒井信明、植草良嗣、天野麻穂、大場雄介
    • Organizer
      第103回日本生理学会北海道地方会
  • [Presentation] 細胞間コミュニケーションを介したインフルエンザウイルス感染促進機構2023

    • Author(s)
      小澤史弥、藤岡容一朗、吉田藍子、柏木彩花、釜崎とも子、酒井信明、天野麻穂、大場雄介
    • Organizer
      第103回日本生理学会北海道地方会
  • [Presentation] 形態と蛍光のライブセル相関イメージングによるウイルス粒子の細胞表面での拡散から内在化に至る過程の可視化2023

    • Author(s)
      吉田藍子、酒井信明、植草良嗣、釜崎とも子、小澤史弥、佐藤絢、柏木彩花、藤岡容一朗、天野麻穂、大場雄介
    • Organizer
      第103回日本生理学会北海道地方会
    • Invited
  • [Presentation] 光遺伝学的手法を用いた上皮成長因子受容体シグナル制御機構の解析2023

    • Author(s)
      藤岡容一朗、鬼塚洋之進、吉田藍子、柏木彩花、天野麻穂、大場雄介
    • Organizer
      第103回日本生理学会北海道地方会
  • [Presentation] 蛍光タンパク質が融合タンパク質のオルガネラ局在に与える影響の解析2023

    • Author(s)
      柏木 彩花、藤岡 容一朗、佐藤 絢、佐々木 新、吉田 藍子、藤岡 真理、笹島 仁、天野 麻穂、大場 雄介
    • Organizer
      第103回日本生理学会北海道地方会
  • [Presentation] 形態と蛍光のライブセル相関イメージングによるウイルス-細胞膜間相互作用の可視化と解析2023

    • Author(s)
      吉田藍子、酒井信明、植草良嗣、釜崎とも子、小澤史弥、佐藤絢、柏木彩花、藤岡容一朗、天野麻穂、大場雄介
    • Organizer
      第32回バイオイメージング学会学術集会
    • Invited
  • [Presentation] AMATERASを用いたインフルエンザウイルスシンギュラリティ現象の解析2023

    • Author(s)
      藤岡容一朗、小澤史弥、市村垂生、垣塚太志、島田琉海、橋本泰行、柏木彩花、釜崎とも子、吉田藍子、酒井信明、植草良嗣、天野麻穂、永井健治、大場雄介
    • Organizer
      第32回バイオイメージング学会学術集会
  • [Presentation] 細胞外マグネシウムイオンの増加はエンドサイトーシスを抑制するendocytosis2023

    • Author(s)
      柏木 彩花、藤岡 容一朗、天野 麻穂、大場 雄介
    • Organizer
      日本分子生物学会
  • [Presentation] 細胞間コミュニケーションを介したインフルエンザウイルス感染促進メカニズム2023

    • Author(s)
      小澤史弥、藤岡容一朗、垣塚太志、市村垂生、島田琉海、橋本泰行、吉田藍子、柏木彩花、釜崎とも子、酒井信明、植草良嗣、天野 麻穂、永井健治、大場雄介
    • Organizer
      日本分子生物学会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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