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がん浸潤時における細胞骨格パターン形成機構の3次元多重染色超解像顕微鏡による解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K07384
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 細胞生物学
研究機関京都大学

研究代表者

木内 泰  京都大学, 医学研究科, 准教授 (70443984)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード超解像顕微鏡法 / アクチン / 細胞骨格 / 3次元イメージング / がん浸潤 / アクチン骨格 / 細胞移動
研究成果の概要

がん細胞は、周囲の相互作用し、細胞骨格と接着斑を3次元的に適切なパターンで再配置して、浸潤転移を行う。この細胞骨格の3次元的な再構成機構を研究するために多重染色超解像顕微鏡法IRISを3次元イメージングへと発展させた。そのためにHILO照明と補償光学系を光路に組み込み、背景光の抑制やZ分解能の改善、Zドリフトの補正方法の詳細な検討を行った。そして細胞頭頂部でアクチン線維や微小管が3次元的に絡み合っている様子が可視化できた。さらに細胞骨格の再構成を引き起こすEGF受容体が、EGF刺激に依存してアクチンストレスファイバー間の隙間に集積し、エンドサイトーシスされることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで超解像顕微鏡法を3次元化するために様々な取り組みが行われてきた。しかし、蛍光退色や背景光、Z分解能、測定中のZドリフトなど励起条件や測定条件で検討する課題が多い。さらに多重染色超解像イメージングは、標的の標識率や複数の蛍光色素を用いることによる色収差や球面収差の問題が追加される。IRISは、結合解離プローブを用いることで、標識率の上限を突破し、さらに同一の蛍光色素を結合解離プローブに接合することで、この色収差や球面収差の問題を回避している。IRISを3次元イメージングへと発展させることで、今後、細胞や組織の3次元的な構造の詳細が明らかになることが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Convection-Induced Biased Distribution of Actin Probes in Live Cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Yamashiro S, Taniguchi D, Tanaka S, Kiuchi T, Vavylonis D, Watanabe N.
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 116(1) 号: 1 ページ: 142-150

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2018.11.022

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 多重染色超解像顕微鏡法IRISによる細胞内シグナル伝達の解析2019

    • 著者名/発表者名
      木内 泰
    • 学会等名
      日本メカノバイオロジー研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The 3D imaging of cytoskeletons by IRIS, multi-target super-resolution microscopy with high density labeling2019

    • 著者名/発表者名
      Tai Kiuchi, Sawako Tamashiro, Naoki Watanabe
    • 学会等名
      第92回 日本薬理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] IRIS super-resolution microscopy enables to image multiple protein distributions in a single cell2018

    • 著者名/発表者名
      Tai Kiuchi, Naoki Watanabe
    • 学会等名
      18th WORLD CONGRESS OF BASIC AND CLINICAL PHARMACOLOGY
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高密度・多重染色超解像顕微鏡法IRIS の3 次元イメージングへの発展2017

    • 著者名/発表者名
      木内 泰、渡邊 直樹
    • 学会等名
      第69回日本細胞生物学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高密度・多重染色超解像顕微鏡法IRIS - 多種のタンパク質を同一細胞で可視化する技術 -2017

    • 著者名/発表者名
      木内 泰
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会 10.0
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多種のタンパク質の高密度・連続多重染色を実現した超解像顕微鏡法IRISの原理と実践2017

    • 著者名/発表者名
      木内 泰
    • 学会等名
      第50回バイオサロン
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 結合解離プローブを用いた観察方法2017

    • 発明者名
      木内 泰、渡邊 直樹、三好 拓志、佐々木 瞭
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 取得年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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