蛍光生体イメージングによる細胞競合制御メカニズムの解明

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Cell competition: a mechanism for survival of the fittest in the multi-cellular community
• Project/Area Number: 17H05620
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 菊田 順一 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (60710069)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 生体イメージング / 細胞競合

Outline of Annual Research Achievements

近年、上皮由来がんの発生初期において、変異細胞がその周囲を正常上皮細胞に囲まれた状態で存在し、両者が生存を争う細胞競合現象が生じていることが明らかとなってきた。これまでに細胞競合に関与する細胞間シグナルや蛋白質が数多く同定されてきたが、生体内における細胞競合を制御する分子メカニズムを詳細に解明するためには、in vitroでの哺乳類培養細胞系の解析に加えて、個体を生かしたままin vivoで生きた組織内の生きた細胞を観察し、時空間的な挙動を明らかにすることが大変重要である。
本研究では、二光子励起顕微鏡を駆使して、動物個体を生かしたまま生理的な環境を維持しながら、生体腸管組織内の生きた細胞動態を可視化する生体イメージング手法を確立した。本技術を用いて、細胞競合モデルマウスの生体腸管組織内を観察し、細胞競合により変異がん細胞が正常上皮細胞層より排除される様子を経時的に可視化することに成功し、ショウジョウバエやin vitroの哺乳類上皮培養細胞系で明らかになった細胞競合現象が、哺乳類生体内のin vivoの系でも実際に起こっていることが明らかとなった。さらに、正常上皮細胞や変異細胞の動きや形態変化など得られたイメージング画像を定量的に数理解析するとともに、生理学的・病理学的ながん微小環境を維持した上で細胞競合の際に起こる多彩な遺伝子発現変化を1細胞レベルで定量的に解析する新たな方法論を構築した。本研究で確立した技術は、今後、細胞競合制御メカニズムの解明において強力なツールになると考えられる。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。