細胞接着の時空間制御による免疫動態調節機構

2011 年度 実績報告書

• 研究領域: 動く細胞と場のクロストークによる秩序の生成
• 研究課題/領域番号: 22111003
• 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)
• キーワード: リンパ球 / ケモカイン / インテグリン / Rap1 / ストローマ細胞

研究概要

前年度の解析からリンパ組織内でT細胞の活発な移動、特に10um/min以上の高速移動にLFA-1/ICAM-1が必要であることから、移動から抗原認識による停止接着をin vivoで再現し、可視化した。すなわち、OVA特異的OT-II T細胞を単離、ラベル後、抗原提示細胞(樹状細胞)が可視化されているCD11c-YFPマウスに移入した。OVAペプチドを静脈注入したところ1-2分以内に10um/minの速度から急速に低下し、5um/minの速度に低下すること、野生型Tリンパ球は影響を受けないことなどから、抗原特異的停止接着が起こっていることが明らかになった。この系を用いて、ICAM-1,Mst1の依存性をノックアウトマウスを用いて調べたところ、抗原依存的停止接着にはICAM-1とMst1が必要なこと、ICAM-1、Mst1ともに欠損するとさらに低下することから、LFA-1/ICAM-1依存、非依存的にMst1は停止接着に関与することが示唆された。
リンパ組織と異なり、胸腺組織内での胸腺細胞の動態はほとんど明らかにされていないことから、胸腺組織スライスを作成し、CD4/CD8 double positive(DP),CD4 single positive(SP)胸腺細胞の組織内動態を調べた。SPは主に髄質に移行し、活発に移動し(平均速度15μm/min)、DP細胞は皮質に局在し、移動を示すがSP細胞に比較して遅かった(5-7μm/min)。Mst1欠損ではDP細胞の移動に異常はないが、SP細胞の移動が低下していた。RIP-mOVA胸腺スライスを用いてOT-II CD4+SP細胞の抗原認識を調べたところ、すみやかに移動から停止を示す細胞が多く見られ、5-8時間後に抗原特異的にクラスターを形成した。クラスターを形成しているSP細胞は細胞内カルシウムが持続的に上昇していた。一方、抗原非特異的SP細胞は活発に移動し、クラスターを形成やカルシウムの持続的な上昇は起こらなかった。クラスターを形成した胸腺組織を染色したところクラスター内にはICAM-1強陽性のfociをもつAire陽性mTECが存在し、CD11c陽性樹状細胞とはクラスターを形成していなかった。Aire+ICAM1hiのmTECとのクラスター形成はICAM-1欠損やLFA-1抗体によって阻害されたことからLFA/ICAM-1を介する接着と考えられる。一方、Mst1欠損OT-II細胞ではmTECとの接着やクラスター形成が低下した。以上のことからいままで不明であった胸腺組織内での抗原認識過程が末梢リンパ節と類似していることが明らかになった。今後、胸腺細胞内での動態が、胸腺選択にどのように関与するか調べる予定である。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

リンパ球動態のin vivo,ex vivo,スライス組織系を樹立が期待どおりなされ、LFA-1,ICAM-1、Rap1シグナルの解析が進んだ。

今後の研究の推進方策

個体・組織レベルの動態解析を進めるとともに、Rap1シグナルによるLFA-1分子の調節について一分子解析を導入して、移動と停止における接着様式の変化を解析する。

研究成果

• [雑誌論文] DOCK8 is a Cdc42 activator critical for interstitial dendritic cell migrataon during immune responses (2012)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 雑誌名: Blood 巻: (In press)
  • DOI: 10.1182/blood-2012-01-407098
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for mutual relief of the Rac guanine nucleotide exchange factor DOCK2 and its partner ELMO1 from their autoinhibited forms (2012)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Hnanawa-Suetsugu, Mutsuko Kukimoto-Niino, Chiemi Mishima-Tsumagari, Ryogo Akasaka, Noboru Ohsawa, Shun-ichi Sekine, Takuhiro Ito, Naoya Tochio, Seizo Koshiba, Takanori Kigawa, Takaho Terada, Mikako Shirouzu, AkihikoNishikimi, Takehito Uruno, Tomoya Katakai, Tatsuo kinashi, Daisuke Kohda, Yoshinori Tukui, Shigeyuki Yokoyama
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 28:109(9) ページ: 3305-3310
  • DOI: 10.1073/pnas.1113512109PNAS February13,2012
  • 査読あり
• [学会発表] Regulation of immune cell trafficking and antigen recognition through Rap1 signaling (2012)
  • 著者名/発表者名: Kinashi Tatsuo
  • 学会等名: The 21st Hot Spring Harbor Symposium jointly with 9th Global COE International Symposium : Cell Migration in Biology and Medicine
  • 発表場所: Kyusyu Univ.Fukuoka Japan
  • 年月日: 20120122-20120123
• [学会発表] High-speed interstitial T cell migration in lymph node parenchyma requires LFA-1-dependent and -independent mechanisms controlled by stromal cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Katakai, Tatsuo Kinashi
  • 学会等名: 40th keystone symposia
  • 発表場所: Breckenridge, USA
  • 年月日: 20120108-20120113
• [学会発表] Regulation of thymocyte trafficking and antigen recognition within thymic tissues through integrins and Rap1 effector Mst1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Ueda, Koko Katagiri, Takashi Tomiyama, Kaneki Yasuda, Katsuyoshi Habiro, Tomoya Katakai, Susumu Ikehara, Tatsuo Kinashi
  • 学会等名: 40th keystone symposia
  • 発表場所: Breckenridge, USA
  • 年月日: 20120108-20120113
• [学会発表] Two-step model of T cell-DC primary contacts and roles of integrin-regulatory Mst1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Habiro Katsuyoshi, Katakai Tomoya, Kinashi Tatsuo
  • 学会等名: 40th keystone symposia
  • 発表場所: Breckenridge, USA
  • 年月日: 20120108-20120113
• [学会発表] Rap1シグナルによるリンパ球動態の制御機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木梨達雄
  • 学会等名: 新学術研究「動く細胞と場のクロストークによる秩序の生成」第1回公開シンポジウム「動く細胞と場を読む」
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2012-01-27
• [学会発表] High-speed interstitial T cell migration within lymph node parenchyma involves LFA-1-dependent and -independent motility modes (2011)
  • 著者名/発表者名: Katakai Tomoya, Tatuso Kinashi
  • 学会等名: 2011 The Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology
  • 発表場所: Makuhari Messe Chiba Japan
  • 年月日: 20111127-20111129
• [学会発表] Two-step model of T cell-DC primary contacts and roles of integrin-regulatory Mst1 (2011)
  • 著者名/発表者名: Habiro Katsuyoshi, Katakai Tomoya, Kinashi Tatsuo
  • 学会等名: 2011 The Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology
  • 発表場所: Makuhari Messe Chiba Japan
  • 年月日: 20111127-20111129
• [学会発表] Cell migration and antigen recognition within lymph nodes and thymus (2011)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Kinashi, Koko Katagiri, Katakai Tomoya, Yoshihiro Ueda, Katsuyoshi Habiro
  • 学会等名: London Research Institute Cancer Research UK
  • 発表場所: London UK
  • 年月日: 20110711-20110712
• [図書] <Seriesモデル動物利用マニュアル>疾患モデルの作成と利用-免疫疾患 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木梨達雄(岩倉洋一郎編)
  • 総ページ数: 515-522
  • 出版者: インテグリンファミリー(LFA-1,VLA-4ICAM-1,VCAM-1)
• [備考]
  • URL: http://www3.kmu.ac.jp/molgent/index.html