力と力学特性による細胞競合メカニズム
Publicly Offered Research
| Project Area | Cell competition: a mechanism for survival of the fittest in the multi-cellular community |
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| Project/Area Number |
15H01494
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
水野 大介 九州大学, 理学研究院, 准教授 (30452741)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2015: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
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| Keywords | マイクロレオロジー / 細胞競合の力学 / 細胞力学 / "活きの良さ" / 細胞競合 / 牽引力 / 力生成 / フィードバックマイクロレオロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
癌関連遺伝子であるRasやYAP薬剤依存的発現誘導が仕組まれた細胞と完全な正常細胞をコラーゲンゲル上に高密度で共培養し、上皮様の細胞シートを形成した。その後テトラサイクリン投与により一部の細胞を癌化させ、正常細胞との競合状態とその前後における敗者細胞の力学特性と”活きの良さ”を観測した。例えば、北海道大学の藤田班から提供されたRas変異細胞(MDCK-RasV12)は、柔らかいゲル上で正常細胞に取り囲まれると、敗者として管腔側に脱落する。周辺の正常細胞にはフィラミンやビメンチン等の細胞骨格関連蛋白質が過剰発現し、敗者細胞を押しのける(M. Kajita, Nat. Comm, 2014)。押し出されることが確定している敗者細胞の力学特性は、テトラサイクリン投与後細胞シート中に留まる間は大幅に柔らかくなり、上皮細胞シートから完全に押し出された後には、逆に硬化する様子が観測された。また、細胞の力学的な”活きの良さ”は、正常細胞との競合中には2桁程度も大幅に増加した後、敗北が決定して完全に押し出された後は、逆に低下している様子が観測された。
得られた結果は、1)周辺細胞との細胞競合中には細胞内の力学的な活性が増加し、細胞質は強制的に流動化されている。それに対して２）敗北が決定して上皮層から押し出された後には、細胞死に向かうことで活性が低下して細胞質が固化していると解釈できる。マイクロレオロジー計測により得られる”活きの良さ”は純粋に力学的な指標であるが、細胞内部の代謝活性との関連性をATP枯渇アッセイを用いて調べており、上記の解釈と整合する成果も得られつつある。
計測データの統計数を増やすことが今後の課題であるが、少数の敗者細胞中にプローブ粒子が導入されていることが稀であるために、観測に失敗することが多い。現在、セルソーターを使用して計測の歩留まりを改善させることを検討している。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(56 results)
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[Presentation] 細胞競合のメカニクス2017
Author(s)
永尾 渉
Organizer
細胞競合・ダイイングコード合同若手WS
Place of Presentation
コスモスクエア国際交流センター
Year and Date
2017-01-17
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[Presentation] 細胞周期と細胞力学2016
Author(s)
梅田勝比呂
Organizer
第４回新学術領域細胞競合班会議
Place of Presentation
東京大学 本郷キャンパス
Year and Date
2016-08-30
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[Presentation] Microrheology Study of Molecular Crowding Effect in Cells2015
Author(s)
K. Nishizawa (Kyushu Univ.), K. Fujiwara (Keio Univ.), N. Nakajo (Kyushu Univ.), M. Yanagisawa (Tokyo Univ. of Agri. and Tech.), D. Mizuno (Kyushu Univ.)
Organizer
International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2015
Place of Presentation
Kyoto, Japan
Year and Date
2015-08-22
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Int'l Joint Research
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