| 研究課題/領域番号 |
18H02675
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
丸山 剛 早稲田大学, 高等研究所, 講師(任期付) (30613872)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 細胞競合 |
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| 研究実績の概要 |
抗原提示の中核を担うTAP1遺伝子を、変異細胞側でノックアウトすると変異細胞の排除効率が低下する。この抗原提示が細胞競合現象に関わるという知見をもとに、変異細胞の抗原提示に関わる分子の中でもMHCクラスI類似タンパク質をEpithelial cell antigen：ECAと命名し、同分子群に注目した。膜タンパク質ECAファミリーは、4種類からなり、中でもECA-1が変異細胞の排除に必須であることがわかった。また、ECA-1の受容体膜タンパク質分子は通常免疫細胞にのみ発現するとされているが、上皮系組織にも発現が認められているECA receptor：ECARに注目した。in vitroでの結合実験からECARはECA-1に直接結合しており、同遺伝子の欠損によって変異細胞の排除効率が低下していた。このことから、正常細胞のECARは変異細胞の排除に対して正に制御していることが分かった。また重要なことに、培養溶液中にin vitroで作成したECA-1もしくはECARの細胞外ドメインを添加したところ、ECA-1では変異細胞の排除が亢進し、一方でECARでは抑制された。このことは、ECA-1がリガンドとして働き、受容体であるECARを介して正常細胞の排除能を惹起していることを示唆している。
このことから、変異細胞側のECA1が上流に位置し、正常細胞側のECARにシグナルを受け渡していることが示唆された。変異細胞側のリガンドタンパク質の同定および正常細胞側の受容体の同定、この大きな２つの点について計画通りの進行状況である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
細胞間コミュニケーションに必須であるリガンドとして働く膜タンパク質およびその受容体を同定した。これは当初二年目に予定した結果よりも、一年早いものである。
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| 今後の研究の推進方策 |
1. 正常―変異細胞間相互作用の可視化
(a)ECA1、ECARの挙動解析：ECA1~4は非常に相同性が高いため、イヌのMDCK細胞でECA1を特異的に検出する抗体を作成するのは困難である。またECARも同様に、MDCK細胞では全く機能が未知のタンパク質である。そのため、非がん細胞であるヒト皮膚上皮細胞を用いて、ECA1およびECARの挙動を解析する。特に、変異細胞と正常細胞が隣接し相互作用するときに、ECA1は正常細胞側へ、ECARは変異細胞側へ移行する可能性がある。これらの変化をlive imagingによって検出する。
(b)GRASP法を用いた結合の可視化：in vitroの結合実験より、ECA1およびECARは相互作用することをすでに示している。この結合が生細胞膜上で起こっているかをスプリットGFPを用いたGRASP法を用いて検出する。
2. ECA1処理における周辺正常細胞への局所的な効果の検証：現在変異細胞と正常細胞の相互作用がECARの遺伝子発現を誘導している可能性を示唆する結果を得ている。そこで、ECA1リコンビナントタンパク質が変異細胞周辺の正常細胞にのみ作用することを数理解析をもとにした動態の数値化により示す。
4. in vivoでの変異細胞挙動解析：すでにin vivoで遺伝子を導入するエレクトロポレーション法については構築している。同技術を用いて誘導された変異細胞の挙動を野生型マウスもしくはECA1欠損、ECAR欠損マウスを用いて解析する。
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