2021 Fiscal Year Annual Research Report
光学的p38活性制御により明らかになる細胞増殖抑制シグナルの時間情報コーディング
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19K06548
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
冨田 太一郎 東邦大学, 医学部, 講師 (70396886)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ストレス応答 / キナーゼ / 定量 / 光操作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、代表的なストレス応答p38MAPKシグナルに着目し、特に生細胞でにおけるキナーゼ活性を可視化して、さらに人為的に制御する実験系を構築することにより、細胞増殖や細胞死などの細胞機能へのストレス応答MAPKシグナルの関与を解明することを目指した。抗がん剤や炎症に代表される細胞ストレスで惹起されるストレス応答キナーゼ活性は、単なる活性上昇以外にも、時間や細胞内局在の変化を伴うことが知られる。このような時間や空間に依存した変化にはさまざまな変動パターンがあるため、そのようなパターンに依存して細胞応答の制御が生じる可能性を調べた。
本研究において、昨年度までに、新規のストレス応答キナーゼ活性測定系の開発とその高感度化を試みた。最終年度は、光照射なしでも、生細胞内のストレス応答キナーゼ活性を定量可能にする新規測定系を実証することに成功した。この新規測定系は従来の蛍光FRET法よりも簡便にウェルプレートを用いてハイスループットに定量解析が実行できる。この系を肺癌、結腸癌由来細胞を含む各種培養細胞株に適用し、抗がん剤や蛋白合成阻害剤、炎症性サイトカイン等によるキナーゼ活性の定量に成功した。また、筋由来培養細胞株でもキナーゼ活性が定量できたが、その活性化の条件から細胞分化との関連が示唆された。その成果の一部は学会報告した。
また、新規ストレス応答MAPK活性測定系と光操作実験系を同一の細胞に導入して、生細胞でストレス応答キナーゼの活性を変動させることを試みた。その結果、ヒト胎児腎由来培養細胞において、光照射後に数分間程度のストレス応答p38MAPキナーゼ活性化のシグナルを発生させることに成功した。光照射だけで持続的にp38を活性化させることはできなかったため、その結果生じる細胞機能を見出すには至らなかったが、当初の技術的な課題については概ね達成した。
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