単一細胞レベルの液性因子分泌リアルタイム測定を用いた細胞間相互作用の直接的解析

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26440087
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 山岸 舞 独立行政法人理化学研究所, 統合生命医科学研究センター, 研究員 (90332501)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: イメージングシステム / 分泌 / 細胞間相互作用

Outline of Annual Research Achievements

本件において申請者は液性因子を介した細胞間相互作用を可視化するために、細胞を培養条件下で相互作用させながらその間に分泌される液性因子をリアルタイムにイメージングする基盤技術を開発している。初年度は相互作用モデルとしてマクロファージ様株化細胞がグラム陰性菌細胞壁外膜の構成成分であるリポポリサッカライドによって刺激され、種々のサイトカインを放出するようになる現象を選び、液性因子を介した相互作用があるか、ある場合はどの程度の距離で見られるものかを調べた。この目的のため、蛍光イムノスポットアッセイとRNA蛍光免疫組織染色（RNA-FISH）を組み合わせて、細胞間の座標を維持したまま標的分泌タンパク質Xの分泌と、分泌タンパク質を受容した細胞において発現するY遺伝子のmRNA発現の両方を観察した。細胞から分泌されたタンパク質Xは、イムノスポットアッセイで使用した捕捉抗体によって速やかに捕捉され、細胞周辺の数十マイクロメートルのエリア内で検出された。この時点において細胞を固定し、Y遺伝子に対するRNA-FISHを行った。その結果、タンパク質Xを分泌している細胞と、その細胞に隣接するタンパク質X検出エリア内の細胞においてY遺伝子が高発現している割合が高いことが確認された。一方、隣接していない近傍細胞でも高発現がみられることはあったが、3細胞以上離れる距離での相互作用らしい挙動は確定できなかった。以上のことから、タンパク質Xを介した細胞間相互作用は存在し、イムノスポットアッセイ基板上であれば隣接細胞間において液性因子を介した相互作用が行われていることがわかった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

妊娠・出産（10月）・育児に伴い、研究に関わる実験・調査などに費やすことのできる時間が大幅に減ってしまったため。

Strategy for Future Research Activity

接着細胞に対する検出プラットフォームの完成を初年度に行う予定であったが遅れてしまったため、これを今年度前期までの課題として完成させる。それと同時に、すでに完成している浮遊細胞に対する検出プラットフォームを用いて、生物学的課題への応用を進める。

Causes of Carryover

妊娠・出産の為、計画通りに研究が進まず、微細加工チップ外注分で余剰が出てしまった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

今年度前半でやり残した研究を遂行するにあたり、微細加工チップ外注分として使用する。

Research Products

• [Presentation] High-throughput single-cell secretion measurement on an optical waveguide chip. (2014)
  • Author(s): Shirasaki, Y., Suzuki, N., Yamagishi, M., Nakahara, A., Shoji, S. and Ohara, O.
  • Organizer: The 18th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
  • Place of Presentation: Henry B. Gonzalez Convention Center, San Antonio, Texas, USA
  • Year and Date: 2014-10-26 – 2014-10-30