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細胞死を起点とするダイイングコード授受の1細胞実時間イメージングと遺伝子発現解析

公募研究

研究領域細胞死を起点とする生体制御ネットワークの解明
研究課題/領域番号 17H05496
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京大学

研究代表者

白崎 善隆  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 客員共同研究員 (70469948)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード1細胞解析 / 細胞分泌 / 全反射蛍光顕微鏡 / LCI-S / 1細胞解析 / 遺伝子発現解析 / 全反射顕微鏡 / 細胞死 / ライブセルイメージング
研究実績の概要

本研究では、細胞死に伴う可溶性メッセージ物質の放出ならびにその供与における細胞応答の解析を可能とするイメージング技術の開発を進めた。特に、領域内共同研究および国際共同研究によって、制御された細胞死の一種Necroptosisに伴うダメージ関連パターン分子DAMPsとして、核内タンパク質HMGB1の放出動態をⅠ細胞レベルで明らかにした。さらに、A20ノックアウト骨髄由来マクロファージにおいて誘発されるNecroptosisでは、IL-1βおよびIL-1αが細胞死に伴って同時に放出され、このIL-1放出は、RIPK3依存的に減弱されることがⅠ細胞レベルで明らかとなった。一方で、DAMPsの一種IL-33を受容して2型免疫応答を惹起するILC2では、十分量のIL-33存在下においても緩やかな活性化が見られることが明らかとなった。マウスILC2においては、この分泌活性はIL-33が存在している間のみ上昇し、IL-33を除去すると新規の活性化が見られなくなると共に、すでに活性化した細胞も確率的に分泌を停止することが見出された。
一方で、CAPS患者における自発的パイロトーシス直後の遺伝子発現、特に発現しているNLRP3 mRNAの遺伝子変異を同定するために、分泌イメージングとガラスキャピラリーによる自動細胞回収を自動で行うシステムの開発を進めた。実際に電動マニピュレータと電動微量溶液ハンドリング装置を顕微鏡計測プログラムと連動させ、ウェルから溶液・細胞を回収するには至ったが、現状では回収率が十分ではなかった。そこで、半自動細胞回収装置を用いてパイロプトーシスを生じた細胞の回収を行った。現在、回収した細胞のmRNAの増幅及び変異の解析を進めている。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] University of Cologne(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] WEHI/University of Melbourne(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] VIB Center for Inflammation Research/Ghent University(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ケルン大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of novel methods that monitor necroptosis and the release of DAMPs at the single cell resolution2019

    • 著者名/発表者名
      Nakano Hiroyasu、Murai Shin、Yamaguchi Yoshifumi、Shirasaki Yoshitaka、Nakabayashi Osamu、Yamazaki Soh
    • 雑誌名

      Cell Stress

      巻: 3 号: 2 ページ: 66-69

    • DOI

      10.15698/cst2019.02.177

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A FRET biosensor for necroptosis uncovers two different modes of the release of DAMPs.2018

    • 著者名/発表者名
      Murai S, Yamaguchi Y, Shirasaki Y, Yamagishi M, Shindo R, Hildebrand JM, Miura R, Nakabayashi O, Totsuka M, Tomida T, Adachi-Akahane S, Uemura S, Silke J, Yagita H, Miura M, Nakano H
    • 雑誌名

      Nat Commun

      巻: 9 号: 1 ページ: 4457-4457

    • DOI

      10.1038/s41467-018-06985-6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Challenges in Developing Protein Secretion Assays at a Single-Cell Level2018

    • 著者名/発表者名
      Shirasaki Yoshitaka、Ohara Osamu
    • 雑誌名

      Handbook of ELISPOT. Methods in Molecular Biology

      巻: 1808 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-8567-8_1

    • ISBN
      9781493985661, 9781493985678
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] シングルセルからのサイトカイン分泌検出2018

    • 著者名/発表者名
      山岸舞、白崎善隆
    • 雑誌名

      月刊 細胞 ニューサイエンス社

      巻: 50(1) ページ: 55-56

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Widefield real-time single-cell secretion imaging with optical waveguide technique2017

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Yumiko、Suzuki Nobutake、Moro Kazuyo、Mizuno Jun、Shoji Shuichi、Uemura Sotaro、Shirasaki Yoshitaka
    • 雑誌名

      Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (TRANSDUCERS), 2017

      巻: - ページ: 1580-1583

    • DOI

      10.1109/transducers.2017.7994363

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of a system using a deep learning algorithm to count cell numbers in nanoliter wells for viable single-cell experiments2017

    • 著者名/発表者名
      Kamatani Takashi、Fukunaga Koichi、Miyata Kaede、Shirasaki Yoshitaka、Tanaka Junji、Baba Rie、Matsusaka Masako、Kamatani Naoyuki、Moro Kazuyo、Betsuyaku Tomoko、Uemura Sotaro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 16831-16831

    • DOI

      10.1038/s41598-017-17012-x

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 分泌動態イメージングに基づく 1細胞遺伝子発現解析2019

    • 著者名/発表者名
      白崎善隆
    • 学会等名
      日本学術会議シンポジウム「生体イメージングから創薬へ」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Live Cell Imaging for Secretion activity (LCI-S) to visualize “dying code” production and response2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shirasaki, Mai Yamagishi, Nobutake Suzuki, Kaede Miyata, Yumiko Tanaka, Osamu Ohara, Koichi Fukunaga, Kazuyo Moro and Sotaro Uemura
    • 学会等名
      Autsralia-Japan Meeting on Cell Death
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of the Cell Migration and Cytokine Secretion Activity with Real-time Imaging System2018

    • 著者名/発表者名
      Yumiko Tanaka, Nobutake Suzuki, Kazuyo Moro, Jun Mizuno,Shuichi Shoji, Sotaro Uemura and Yoshitaka Shirasaki
    • 学会等名
      MHS 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロツールを用いた1細胞分泌機能発現解析2018

    • 著者名/発表者名
      白崎善隆
    • 学会等名
      JACI マイクロナノ分科会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 1細胞分泌イメージングによる遺伝子発現解析2018

    • 著者名/発表者名
      白崎善隆
    • 学会等名
      理研シンポジウム「細胞システムの動態と論理」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Single cell imaging of IL-1b release from peripheral blood monocytes derived from CAPS patients.2018

    • 著者名/発表者名
      Mai Yamagishi, Nobutake Suzuki, Kazushi Izawa, Sotaro Uemura, Ryuta Nishikomori, Toshio Heike, Osamu Ohara and Yoshitaka Shirasaki
    • 学会等名
      Autsralia-Japan Meeting on Cell Death
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Widefield real-time single-cell secretion imaging with optical waveguide technique2017

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Yumiko、Suzuki Nobutake、Moro Kazuyo、Mizuno Jun、Shoji Shuichi、Uemura Sotaro、Shirasaki Yoshitaka
    • 学会等名
      Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (TRANSDUCERS), 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Live Cell Imaging of Secretion (LCI-S) to track the dynamics of cytokine production from individual immune cells2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shirasaki, Kaede Miyata, Yumiko Tanaka, Mai Yamagishi, Nobutake Suzuki, Rie Baba, Hiroki Kabata, Koichi Fukunaga, Tomoko Betsuyaku, Osamu Ohara, Kazuyo Moro, Sotaro Uemura
    • 学会等名
      The 5th Annual meeting of the international cytokine and interferon society
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多次元画像計測が可能とする先端バイオサイエンス ~1分子シーケンサ技術・1細胞分泌動態可視化技術への応用例~2017

    • 著者名/発表者名
      上村想太郎、白崎善隆
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会 ランチョンセミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stochastic Secretion Response to Transient Stimulus of Group-2 Innate Lymphoid Cells (ILC2)2017

    • 著者名/発表者名
      K.Yoda, K. Miyata, N. Suzuki, S. Uemura, K. Moro, Y. Shirasaki
    • 学会等名
      MHS2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time evolution of microenvironment around cells regulated by the secretion activity and culture density of the cells2017

    • 著者名/発表者名
      M. Yamagishi, Y. Hori, S.Uemura, O. Ohara, Y. Shirasaki
    • 学会等名
      MHS2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 1細胞分泌実時間イメージングの液性診断への応用2017

    • 著者名/発表者名
      白崎善隆
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CAPS患者単球IL-1β産生の1細胞イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      白崎 善隆、山岸 舞、鈴木 信勇、井澤 和司、上村 想太郎、西小森 隆太、平家 俊男、小原 收
    • 学会等名
      第26回日本Cell Death学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-05-13  

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