2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of lymphocyte trafficking regulation using single-molecule measurement
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17K19574
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| Research Institution | Kansai Medical University |
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Principal Investigator |
木梨 達雄 関西医科大学, 医学部, 教授 (30202039)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 免疫学 / インテグリン / 一分子計測 / 免疫シナプス / ケモタキシス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Rap1, talin1, kindlin-3欠損T細胞は高親和性LFA-1によるローリングから停止接着や免疫シナプス形成に必須であった。一分子イメージングによりRap1およびtalin1、kindlin-3とLFA-1の結合を測定する実験系を構築し、LFA-1/ICAM-1結合と比較解析した。その結果、刺激による活性化Rap1は膜滞在時間が数秒増加したが、talin1, kindlin3の結合キネティックスの変化はわずかであり、高親和性ICAM-1結合によって、LFA-1に結合を示す頻度・時間が増加した。さらに接着面でのRap1活性化が増強した。β2鎖細胞内領域の変異によってtalin1, kindlin3の結合と活性化Rap1がほぼ消失した。また、この変異をknock-inしたT細胞では、高親和性LFA-1が必要とされる接着現象が障害された。また、2波長同時計測によってhigh-affinity LFA-1によってRap1とtalin1の結合が誘導されることがわかった。これらの結果を踏まえて、動力学的校正による双方向シグナルモデルを提唱する：Rap1活性化によって数秒間、膜に滞在することによって、talin1, kindlin3のインテグリン結合状態の平衡がわずかにシフトし、それによって生じた少数のICAM-1結合によるoutside-inシグナルによって、Rap1活性化が局所的に大幅に増幅され、talin1, kindlin3の結合頻度・時間の増加によってICAM-1結合の頻度と時間の増加がもたらされ、接着領域の拡大に至る。今後、この過程におけるRap1とtalin1, kindlin3とインテグリン細胞内領域の分子間相互作用を明らかにする必要がある。
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