リアルタイム分泌測定のハイスループット化と細胞間相互作用解析法の開発

• 研究課題/領域番号: 25440074
• 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: 生物物理学
• 研究機関: 東京大学 (2014-2015); 独立行政法人理化学研究所 (2013)
• 研究代表者: 白崎 善隆 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70469948)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: １細胞生物学 / サイトカイン分泌 / 全反射顕微鏡 / 導波路照明 / １細胞計測 / 細胞分泌 / 全反射照明 / 単一細胞解析 / 分泌活性測定 / 全反射蛍光顕微鏡 / サイトカイン / イムノアッセイ

研究成果の概要

本研究では単一細胞レベルでの遺伝子発現の観点から免疫システムの構築・作動原理の解明に迫ることを目指した。この目的達成のために、本研究では、非侵襲的な遺伝子発現時系列解析として液性因子分泌活性を単一細胞レベルでリアルタイムに定量する方法を利用し、数百～数千個の免疫細胞からの分泌活性を秒～分オーダーの高い時間分解能で測定するシステムを開発した。研究期間内において、我々は導波路型全反射照明装置と導波路基板とした石英スライドガラス上に細胞を個々に収める微細加工凹アレイを構築するチップ構造を確立した。このチップを用いることで2500凹アレイに入れた個々の細胞の分泌活性を１分毎に撮影することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] 1細胞分泌実時間イメージング法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 白崎善隆、山岸舞、小原收、上村想太郎
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 34(3) ページ: 304-309
  • NAID: 40020377011
• [雑誌論文] Single-Cell Imaging of Caspase-1 Dynamics Reveals an All-or-None Inflammasome Signaling Response. (2014)
  • 著者名/発表者名: Liu, T., Yamaguchi, Y., Shirasaki, Y., Shikada, K., Yamagishi, M., Hoshino, K., Kaisho, T., Takemoto, K., Suzuki, T., Kuranaga, E., Ohara, O., Miura, M.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 8 号: 4 ページ: 974-982
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2014.07.012
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Real-time single-cell imaging of protein secretion (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamagishi, M. Suzuki, N. Izawa, K. Nakahara, A. Mizuno, J. Shoji, S. Heike, T. Harada, Y. Nishikomori, R. Ohara, O.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 4 号: 1 ページ: 4736-4736
  • DOI: 10.1038/srep04736
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Real-time single-cell secretion imaging revealed heterogeneity of the cell secretion (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Shirasaki, Ting Liu, Yoshifumi Yamaguchi, Mai Yamagishi, Nobutake Suzuki, Masayuki Miura, Osamu Ohara, Sotaro Uemura
  • 学会等名: The 53rd Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
  • 発表場所: 金沢大学 角間キャンパス （石川県金沢市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] HIGH-THROUGHPUT SINGLE-CELL SECRETION MESUREMENT ON AN OPTICAL WAVEGUDE CHIP (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Shirasaki, Nobutake Suzuki, Mai Yamagishi, Asahi Nakahara, Shuichi Shoji and Osamu Ohara
  • 学会等名: The 18th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
  • 発表場所: テキサス、サンアントニオ
  • 年月日: 2014-10-26 – 2014-10-30
• [学会発表] １細胞分泌実時間測定によるIL-1β非古典的分泌機序の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 白崎 善隆、劉 霆、山口 良文、山岸 舞、鈴木 信勇、井澤 和司、水野 潤、庄子 習一、原田 慶恵、西小森 隆太、平家 俊男、三浦 正幸、小原 收
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 北海道、札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] Time-resolved live-cell FluoroSpot assay on Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Shirasaki, Nobutake Suzuki, Mai Yamagishi, Osamu Ohara
  • 学会等名: EMBL Conference Series Microfluidics 2014
  • 発表場所: ドイツ、ハイデルベルグ
  • 年月日: 2014-07-23 – 2014-07-25
• [学会発表] 炎症性細胞死に伴うIL-１βサイトカイン分泌の１細胞イメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 白崎 善隆、劉 霆、山口 良文、山岸 舞、鈴木 信勇、三浦 正幸、小原 收
  • 学会等名: 第23回日本Cell Death学会学術集会
  • 発表場所: 東京都、東京医科歯科大学
  • 年月日: 2014-07-18 – 2014-07-19
• [学会発表] リアルタイム分泌イメージング法を用いたインフラマソーム活性化に伴うIL-1β分泌機序の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 白崎 善隆, 山岸 舞, 鈴木 信勇, 劉 霆, 山口 良文, 改正 恒康, 星野 克明, 三浦 正幸, 小原 收
  • 学会等名: 第66回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 奈良県、新公会堂
  • 年月日: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [学会発表] Real-time single-cell imaging of IL-1β secretion by Inflammasomes (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Shirasaki, Mai Yamagishi, Kazushi Izawa, Hirotsugu Oda, Toshio Heike, Ryuta Nishikomori, Osamu Ohara
  • 学会等名: CSH 2014 meeting on Gene expression & signaling in the immune system
  • 発表場所: ニューヨーク、コールドスプリングハーバーラボラトリー
  • 年月日: 2014-04-22 – 2014-04-26
• [学会発表] Real-time secretion analysis 64 revealed correlation of IL-1beta release and loss of cell membrane integrity (2013)
  • 著者名/発表者名: Shirasaki Y, Yamagishi M, Izawa K, Nakagawa K, Nakahara A, Suzuki N, Mizuno J, Sekiguchi T, Heike T, Nishikomori R, Shoji S, Ohara O
  • 学会等名: MicroTAS2013
  • 発表場所: Freiburg, Germany