Ｔ細胞のリンパ節間質高速遊走における細胞内動態と組織微小環境

• Project Area: Mutli-dimensional fluorescence live imaging of cellular function and molecular activity
• Project/Area Number: 23113517
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kansai Medical University
• Principal Investigator: 片貝 智哉 関西医科大学, 医学部, 講師 (00324682)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥11,830,000 (Direct Cost: ¥9,100,000、Indirect Cost: ¥2,730,000); Fiscal Year 2012: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2011: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
• Keywords: リンパ節 / ストローマ細胞 / 樹状細胞 / 細胞遊走 / 細胞接着 / インテグリン / 組織環境 / 生体イメージング / 細胞極性 / 細胞骨格 / リンパ球

Outline of Annual Research Achievements

免疫系細胞は全身を循環しながら感染部位や病変組織へと素早く移行する必要性から、活発に移動すること自体が重要な機能のひとつであるといえる。本研究では二光子励起レーザー顕微鏡を用いた組織内生体イメージングにより、リンパ節間質を高速移動するT細胞の動態観察および隣接する組織細胞の同時可視化を試み、３次元的組織微小環境内における遊走機構の解明を目指した。
二光子励起レーザー顕微鏡を用いたマウスのリンパ節イメージングの方法として、個体を用いたIntravital法やリンパ節Explant法に加え、組織Slice法を用いたT細胞遊走観察系を確立した。特に組織Slice法は抗体や薬剤を用いた阻害実験が容易で、遊走メカニズムの詳細な検討に非常に有効である。T細胞はリンパ節組織中で概ね10μm/min以上の速度で活発に移動した。また、CAG-ECFPマウス、CD11c-Venusマウスやそれらの骨髄キメラマウスを用いて、ストローマ細胞および樹状細胞のネットワーク構造を可視化し、遊走中のT細胞との関係を詳細に観察したところ、T細胞は両ネットワーク細胞に頻繁に接触しながら組織中を移動した。
インテグリンLFA-1およびそのリガンドであるICAM-1の阻害はT細胞遊走を部分的に抑制し、野生型およびICAM-1欠損マウス骨髄キメラ由来のリンパ節を用いた解析から、樹状細胞が発現するICAM-1がLFA-1依存的な高速遊走に必要であることが明らかになった。また、ストローマ細胞が産生するAutotaxinとそれにより産生されるリゾフォスファチジン酸（LPA）がT細胞遊走に部分的に関与していることが示唆され、LFA-1非依存的な遊走活性に寄与していると推測される。
以上のことから、リンパ節内のT細胞高速遊走は複数の組織細胞に支持された、いくつかの分子機構の協調作用により制御されていると考えられる。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Mst1 regulates integrin-dependent thymocyte trafficking and antigen-recognition in the thymus. (2012)
  • Author(s): Ueda Y., Katagiri K., Tomiyama T., Yasuda K., Habiro K., Katakai T., Ikehara S., Matsumoto M, Kinashi T.
  • Journal Title: Nat. Commun. Volume: 3 Issue: 1 Pages: 1098-1098
  • DOI: 10.1038/ncomms2105
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] DOCK8 is a Cdc42 activator critical for interstitial dendritic cell migrataon during immune responses (2012)
  • Author(s): Yosuke Harada, Yoshihiko Tanaka, Masao Terasawa, Markus Pieczyk, Katsuyoshi Habiro, Tomoya Katakai, Kyoko Hanawa-Suetsugu, Mutsuko Kukimoto-Niino, Tomoko Nishizaki, Mikako Shirouzu, Xuefeng Duan, Takehito Uruno, Akihiko Nishikimi, Fumiyuki Sanematsu, Shigeyuki Yokoyama, Jens V.Stein, Tatsuo Kinashi, Yoshinori Fukui
  • Journal Title: Blood Volume: (In press) Issue: 19 Pages: 4451-4461
  • DOI: 10.1182/blood-2012-01-407098
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Marginal reticular cells: a stromal subset directly descended from the lymphoid tissue organizer. (2012)
  • Author(s): Katakai T.
  • Journal Title: Front Immunol Volume: 3
  • DOI: 10.3389/fimmu.2012.00200
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural basis for mutual relief of the Rac guanine nucleotide exchange factor DOCK2 and its partner ELMO1 from their autoinhibited forms. (2012)
  • Author(s): Hanawa-Suetsugu K, Kukimoto-Niino M, Mishima-Tsumagari C, Akasaka R, Ohsawa N, Sekine S, Ito T, Tochio N, Koshiba S, Kigawa T, Terada T, Shirouzu M, Nishikimi A, Uruno T, Katakai T, Kinashi T, Kohda D, Fukui Y, Yokoyama S
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA Volume: 109 Issue: 9 Pages: 3305-3310
  • DOI: 10.1073/pnas.1113512109
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Autotaxin/lysophosphatidic acid axis is required for the optimal interstitial T cell migration within lymph node. (2012)
  • Author(s): KATAKAI Tomoya,
  • Organizer: 第41回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸・神戸国際会議場
  • Year and Date: 2012-12-05
• [Presentation] High-speed interstitial T cell migration in lymph node parenchyma requires LFA-1-dependent and -independent mechanisms controlled by stromal network (2012)
  • Author(s): Tomoya Katakai
  • Organizer: Keystone Symposia
  • Place of Presentation: Breckenridge, Colorado, USA
  • Year and Date: 2012-01-10
• [Presentation] 多光子レーザー顕微鏡を用いた組織内リンパ球の動態観察～生体イメージング初心者が経験したデータ取得までの道のり～ (2011)
  • Author(s): 片貝智哉
  • Organizer: 第6回徳島大学バイオイメージングセミナー
  • Place of Presentation: 徳島大学医学部(徳島県)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-06-07
• [Remarks]
  • URL: http://www3.kmu.ac.jp/molgent/index.html