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一分子計測によるインテグリン接着の動的制御の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H03229
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分44010:細胞生物学関連
研究機関関西医科大学

研究代表者

木梨 達雄  関西医科大学, 医学部, 教授 (30202039)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード細胞接着 / インテグリン / Rap1 / talin / kindlin3 / cell adhesion / integrins
研究開始時の研究の概要

インテグリンは細胞外環境に応じて細胞接着を動的に制御し細胞移動や増殖等に重要な影響を与えている。しかし、従来の研究手法では動的な調節機構の解明に限界があり、いまだその制御には至っていない。私たちはこれまで世界に先駆けてRap1シグナルがインテグリン接着を制御していることを明らかにしてきた。本研究では個々の細胞内分子的挙動を追跡できる一分子計測の手法を用いて、Rap1シグナルによるインテグリン制御の動的調節を解明し、免疫や癌浸潤・転移への効果を明らかにする。本研究の創造性は一分子レベルでインテグリン接着制御の全貌を解明し、制御法の開発へつなげるもので新たな領域を開拓するものとして期待される。

研究成果の概要

細胞接着分子インテグリンは細胞接着・移動・集積、増殖等に重要な影響を与えています。本研究では白血球インテグリンLFA1とICAM1による接着を制御するインテグリン結合分子talin1およびkindlin-3の一分子計測法を開発しました。それによって(1)talin1とLFA1の結合動態がLFA1とICAM1の結合動態と一致すること、(2)kindlin3はLFA1の構造が進展・開型(高親和性)に変化するときに必要であること、(3)ICAM1に結合して進展・開型LFA1になるとRap1が活性化し、talin1, kindlin3がさらに動員され接着が増強されることを明らかにしました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

リンパ球は全身を循環しながら生体防御を行っています。その過程で、LFA1はICAM1という接着分子に結合しますが、その結合の強さを変化させることによって、リンパ球の停止や移動を調節します。この調節過程にはインテグリン結合分子talin1とkindlin-3が関与すると考えられていますが詳細は不明でした。本研究では、一分子計測法という新たな測定方法を用いて、talin1とkindlin-3およびその調節分子であるRap1との連携による作用機序を明らかにしました。この成果はインテグリンの接着を変化させることにつながり、白血球の異常な集積を伴う免疫疾患の新たな治療戦略に役立つと考えられます。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Kindlin-3 disrupts an intersubunit association in the integrin LFA1 to trigger positive feedback activation by Rap1 and talin1,2021

    • 著者名/発表者名
      Kondo N, Ueda Y, Kinashi T.
    • 雑誌名

      Sci Signal.

      巻: Vol 14, Issue 686. 号: 686

    • DOI

      10.1126/scisignal.abf2184

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Learning Dataset for Identification of Active Molecules: A Case Study of Integrin αIIbβ3 Inhibitors.2021

    • 著者名/発表者名
      Kawai K., Tomonou M., Machida Y., Karuo Y., Tarui A. Sato K., Ikeda Y., Kinashi T., Omote M.
    • 雑誌名

      Mol Inform.

      巻: - 号: 6

    • DOI

      10.1002/minf.202060040

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 【ジーンハンティングによる炎症・免疫研究の発展】IL-4およびIL-5の遺伝子クローニング2020

    • 著者名/発表者名
      木梨達雄
    • 雑誌名

      炎症と免疫

      巻: 26(3) ページ: 175-180

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] インテグリン創薬から考える一回膜貫通型タンパク質における創薬ストラテジー2020

    • 著者名/発表者名
      池田幸樹、木梨達雄
    • 雑誌名

      SAR News

      巻: 39 ページ: 17-23

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] MST1/2 balance immune activation and tolerance by orchestrating adhesion, transcription, and organelle dynamics in lymphocytes.2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Ueda, Naoyuki Kondo, Tatsuo Kinashi
    • 雑誌名

      Frontier Immunology.

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 白血球インテグリンによる接着の制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      木梨達雄
    • 雑誌名

      日本血栓止血学会誌

      巻: 30(4) ページ: 586-595

    • NAID

      130007689122

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Kindlin-3 breaks of integrin LFA-1 inhibitory clasp to promote positive feedback activation of LFA-1 by talin1 and Rap12021

    • 著者名/発表者名
      N. Kondo, Y. Ueda, T. Kinashi,
    • 学会等名
      The 50th Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Rap1 facilitates T cell polarity via spatial regulation of MLC and ARAP12021

    • 著者名/発表者名
      Y. Ueda, K. Higasa, Y. Kamioka, N. Kondo, T. Kinashi
    • 学会等名
      The 50th Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Differential requirement of Rap1 and integrin adaptors for distinct modalities of T cell adhesion under shear flow2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamioka, Y. Ueda, N. Kondo, T. Kinashi
    • 学会等名
      The 50th Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Shootin1b as a clutch molecule for dendritic cell chemotaxis,2020

    • 著者名/発表者名
      K. Baba, Y. Nagashima, R. Takeuchi, M. Sakai, Y. Higashiguchi, H. Katsuno-Kambe, Y. Ueda, Y. Kamioka, T. Kinashi, N. Inagaki
    • 学会等名
      CELL BIO virtual 2020(Web Meeting)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rap1/Talin-1/Kindlin-3を内包する新規ポジティブフィードバック回路によるインテグリン活性化の離散的制御2020

    • 著者名/発表者名
      近藤直幸、植田祥啓、木梨達雄
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会、2P-0195、オンライン学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Roles of Rap1 signaling in lymphocyte homing to peripheral and mucosal lymph nodes2019

    • 著者名/発表者名
      Y Kamioka, Y Ueda, N Kondo, T Kinashi
    • 学会等名
      The 48th Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology 2019(第48回 日本免疫学会学術集会2019) Hamamatsu
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Rap1 accelerates T cell polarity formation via the enhancement of Rho-Rock pathways2019

    • 著者名/発表者名
      Y Ueda, K Higasa, Y Kamioka, N Kondo, T kinashi,
    • 学会等名
      The 48th Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology 2019(第48回 日本免疫学会学術集会2019) Hamamatsu
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] インテグリン関連疾患治療薬開発に向けた薬剤スクリーニング法の開発,2019

    • 著者名/発表者名
      Y Ikeda, N Kondo, H Takeda, Y Makita, Y Fukunishi, Y Ueda, K Sato, M Murayama, B Ma, Y Isaka, K Kawai, T Mashimo, Y Kamioka, M Araki, M Omote and T Kinashi
    • 学会等名
      第10回スクリーニング学研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 白血球インテグリン接着のメカニズムと炎症性腸疾患への応用2019

    • 著者名/発表者名
      木梨達雄
    • 学会等名
      第56回日本消化器免疫学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 関西医科大学附属生命医学研究所 分子遺伝学部門

    • URL

      http://www3.kmu.ac.jp/molgent/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 関西医科大学附属生命医学研究所 分子遺伝学部門

    • URL

      http://www3.kmu.ac.jp/molgent/posts/post4.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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