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T細胞は対象（抗原）ごとに特異的に反応することで、免疫反応をひきおこす。抗原を認識すると、T細胞は活性化、増殖・分化してT細胞免疫反応をはじめる。この過程で活性化T細胞はインターロイキン２(IL-2)を産生し、同時にIL-2受容体を高発現してIL-2をうけとる。このポジティブフィードバック機構がT細胞の活性化・分化を制御すると想定されている。これはT細胞免疫の主要な概念であるにもかかわらず、実験データによる検証はあまりすすんでいなかった。ここでブレークスルーをおこすには、時間依存的な活性化T細胞の変化を実験的に測定する必要性があった。
本研究はTockyマウスのサンプルをAmaterasなどの顕微鏡ならびにフローサイトメトリーで解析することで，次の3つの(1)胸腺選択；(2)腫瘍浸潤T細胞ならびに所属リンパ節内T細胞；(3)SARS-CoV-2ウイルス抗原に対するリンパ節における免疫反応でのシンギュラリティ現象の時空間解析を行う.これにより，シンギュラリティT細胞の時空間動態を解明し，背後にある新規メカニズムを明らかにすることを試みた。
まず、胸腺におけるT細胞分化で抗原特異的TCRシグナルが果たす役割を明らかにすることにより、シンギュラリティT細胞の時空間動態の解明を目指した。ここでは特に、胸腺の解剖学的構造(皮質・髄質))と個々の細胞の位置関係を1細胞レベルで定量しTocky時間の解析を行い、稀な活性化T細胞を同定した。
次に、腫瘍浸潤T細胞の動態を解析し、抗原を持続的に認識するT細胞の特徴とその運命を明らかにした。抗原特異的TCRシグナルの動態解析により稀なT細胞を同定できることを示した。
さらに、SARS-CoV-2タンパクに対するシンギュラリティ活性化T細胞動態の時空間解析を行い、抗原特異的TCRシグナルにより分化する稀なT細胞を同定し、抗原反応性とリンク付けた。
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