| 研究課題/領域番号 |
26650050
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
岩楯 好昭 山口大学, 創成科学研究科, 准教授 (40298170)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 細胞遊走 / アメーバ運動 / ケラトサイト / ストレスファイバ / アクチンフィラメント |
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| 研究実績の概要 |
一般に、生物の皮膚が創傷を受けると、治癒の過程で周囲の表皮細胞が創傷箇所に移動する。魚ではケラトサイト (keratocytes) と呼ばれる遊走細胞が、この創傷治癒の過程で重要な役割を果たしている。遊走中のケラトサイトは、前方の三日月形の広大な葉状仮足と後部の紡錘形の細胞体から構成され、遊走中、この形状を維持し続ける。本研究の大きな目標は、ケラトサイトの細胞体内にストレスファイバーで作られた車輪が存在し、その回転が遊走に寄与していることを証明することである。
平成２６，２７年には基礎生物学研究所野中茂紀博士らとの共同研究で野中氏らが構築した光シート顕微鏡で回転を３次元撮影することに成功した。この事実はケラトサイトの細胞体内でストレスファイバが回転していることを示しているものの、このストレスファイバの回転が遊走の原動力であるのか、遊走の結果回っているだけなのかはわからない。そこでストレスファイバの回転が遊走の原動力であることを示すために、遊走中のケラトサイトを人為的に操作できる実験系を構築することを目指した。すなわち、２８年度、共焦点顕微鏡による撮影を試みた。共焦点顕微鏡による撮影の課題は、励起光による細胞のダメージと蛍光色素の退色である。退色防止剤の使用と細胞への色素の導入法などの工夫でこれらの課題を解決し、共焦点顕微鏡でも３次元撮影を可能にすることができた。２９年度、共焦点顕微鏡下でケラトサイトのストレスファイバの回転の３次元動画を撮影しながら、細胞をグラスマイクロニードルで切断するなど、人為的な操作をした時に、ケラトサイトの遊走がどのように変化するかを確かめる予定である。
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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
車輪機構で運動する生物はこれまで発見されていない。本研究の目標は魚類表皮ケラトサイトがストレスファイバの回転で運動することの証明である。当初の目標は光シート顕微鏡で回転を３次元撮影することで、これは平成２６，２７年に達成した。２８年度にさらに共焦点顕微鏡による撮影成功という予想以上の成果が得られ、回転角速度定量など精緻な計測が可能となった。
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| 今後の研究の推進方策 |
２９年度に高速にZ軸をスキャンできる共焦点顕微鏡を用いて、魚類表皮ケラトサイトの細胞体内に存在するストレスファイバの回転している動画を精密に記録する。その動画から回転角速度の定量を行う。また、ストレスファイバをレーザーで破壊する、細胞先導端と細胞体をグラスマイクロニードルで切断するなど、人為的に細胞の動力機関を破壊する実験を行う。
単にストレスファイバが回転している動画を記録するのみならず、それを人為的に壊すことで、魚類表皮ケラトサイトのストレスファイバが回転しており、さらにこれが細胞遊走の駆動力を生み出していることを証明する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本研究の目標は魚類表皮細胞が車輪様の回転機構で運動する証明である。計画は光シート顕微鏡による回転機構の３次元撮影のみであったが、２８年度にさらに共焦点顕微鏡による撮影成功という予想以上の成果が得られ、回転角速度定量など精緻な計測が可能となった。２９年度に精緻な計測を行うことでインパクトの高い雑誌への成果発表が期待できるため、研究を延長した。このために次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
車輪機構で運動する生物はこれまで発見されていない。本研究の目標は魚類表皮ケラトサイトがストレスファイバの回転で運動することの証明である。当初の目標は光シート顕微鏡で回転を３次元撮影することで、これは平成２６，２７年に達成した。もし、共焦点顕微鏡で精密な３次元撮影ができれば、回転角速度の定量や車輪としてのストレスファイバの破壊など、精密な実験が可能となる。２７，２８年に高速にZ軸をスキャンできる共焦点顕微鏡を用いて３次元撮影に成功した。２９年に期間延長し精密な実験を行えれば、トップジャーナルでの論文発表が期待できる。期間延長し、予算をそのためのルーチンワークとしてデータを大量の取得する技術補佐員の雇用費等に使用する予定である。
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