細胞接着装置によるマスト細胞の開口放出の動的制御機構の解明

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K06567
• Research Institution: Aichi Gakuin University
• Principal Investigator: 古野 忠秀 愛知学院大学, 薬学部, 教授 (80254308)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 崇弘 愛知学院大学, 歯学部, 教授 (70298545) ; 横川 慧 愛知学院大学, 薬学部, 講師 (40804406)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: マスト細胞 / インテグリン / マトリックス / ゲル

Outline of Annual Research Achievements

細胞接着装置によるマスト細胞の開口放出の動的制御機構の解明のため、GelMA（gelatin methacryloyl）を用いて、弾性係数の異なるゲルを再現性よく作製する技術を確立した。GelMAを基材とした硬さの異なるゲル（マトリックス）を作製し、表面にコラーゲンコートを施してマスト細胞のモデル細胞（RBL-2H3細胞）を培養した。そして、接着斑を形成するintegrinやtalinの細胞内分布および抗原刺激に伴う細胞の活性化の強度について検討した。その結果、紡錘形をしているRBL-2H3細胞は、軟らかいマトリックス上では細胞の形が丸くなり、マトリックスの弾性係数が減少するとともに、抗原刺激に伴う脱顆粒が減弱することが明らかになった。次に、その分子機構を明らかにするため、カルシウムイメージングにより抗原添加後の細胞内カルシウムイオン動態を調べたところ、ゲルの有無によってカルシウムシグナルの応答に違いが見られることがわかった。具体的には、ゲルの有無に関わらず持続的な上昇パターンを示す細胞が多かったが、ゲル上で培養した細胞は、ガラス上の細胞に比べて、細胞内カルシウムイオン濃度が素早く上昇するものの、上昇の大きさは小さかいことが分かった。また、接着斑を形成するintegrinやtalinの細胞内分布にも違いが見られ、ゲル上の細胞は、ガラス上の細胞に比べて細胞の接着面側にintegrinが分布している面積が小さいように思われた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

硬さの異なるマトリックスを安定して作成する手法を確立した。そして、硬さに応じて細胞応答の強度が異なることも明らかにした。今後は、イメージング技術を駆使して、細胞接着装置によるマスト細胞の開口放出の動的制御機構を明らかにしていく。

Strategy for Future Research Activity

今年度確立した手法を用いて、integrin接着装置を構成するタンパク質（talin、vinculin、paxillin、FAKなど）、細胞骨格タンパク質（アクチンとチューブリン）、及び、細胞骨格タンパク質をつなぐタンパク質（plectin、tau、ACF7など）の硬さの異なるマトリックス上での抗原刺激応答に伴う細胞内動態を解析する。また、蛍光・発光デュアルイメージングにより、形成された接着装置と開口放出部位の連関を明らかにする。
これらの実験結果を基に、細胞接着装置による開口放出の動的制御機構の分子レベルでの解明につなげていく。

Causes of Carryover

現有の試薬等を効率的に使用したことと、実験結果の再現性を検討している段階で研究成果の発表に至っておらず、旅費等の支出がなかったことが理由に挙げられる。
翌年度は、本格的に分子機構の研究に取り組むため、試薬関連の新たな支出が増えることが見込まれるとともに、研究成果を積極的に発表していく。そのための経費として使用していく。