2016 Fiscal Year Annual Research Report
汎用的な一細胞アレイ化・画像解析・選別回収システムの構築と応用
| Project/Area Number |
15H02319
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
長棟 輝行 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20124373)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河原 正浩 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50345097)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 高密度一細胞アレイ / 光選択的一細胞固定化 / 光選択的一細胞回収 / 受容体の細胞内動態解析 / 受容体刺激による細胞動態解析 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、一細胞アレイ化技術、一細胞選択的回収技術を基盤としたハイスループットかつ大規模な一細胞の画像解析・タイムラプス解析と細胞選別・回収のためのプラットフォームを構築し、これを抗体生産細胞のハイスループットなライブラリースクリーニング、造血幹細胞の自己複製・分化過程の一細胞タイムラプス解析、膜タンパク質動態のタイムラプス解析に基づく創薬スクリーニングなど広範な細胞工学分野へ応用することを目的とした
今年度は、昨年度開発した2-メタクリルホスファチジルコリン(MPC)、ブチルメタクリレート(BMA)、光分解性PEG脂質(PC-BAM)の共重合体ポリマーのMPCとBMAのブロック重合体部分の分子量を増加させることにより、共重合体ポリマーの基板に対する接着性を高め、安定性が高く、一細胞アレイ化の再現性に富む光分解性PEG脂質コポリマー表面の作製に成功した。また、創薬ターゲットとなるプロトンならびに脂質リガンド応答性の受容体G2A、OGR1を発現させた血球系細胞をPC-BAM修飾基板上に固定化し、部位特異的に蛍光色素修飾した受容体をプロトン、脂質リガンドで刺激し、受容体の動態解析を行った。その結果、受容体G2A、OGR1はいずれも弱酸性化あるいは脂質リガンドLPCまたはSPCの刺激によって細胞膜から細胞内への移行速度が減少し、細胞膜上の受容体濃度が上昇することで細胞内へのシグナル伝達強度が高まることを明らかにした。さらに、抗原刺激時のキメラ受容体の運動性変化を指標とした抗体スクリーニング系の構築を目指し、今年度はトロンボポエチン受容体(c-Mpl)と抗フルオレセイン抗体scFvとのキメラ受容体を発現させたプロB細胞Ba/F3をPc-BAM修飾基板上に一細胞アレイ化し、抗原刺激前後で細胞運動性、細胞形態変化率が顕著に増加することを確認した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
光照射部の細胞接着性を失活させる光分解性PEG脂質（PC-BAM）、光照射部の細胞接着性を活性化する光活性化PEG脂質（PA-BAM）、光分解性PEG脂質コポリマーの開発と改良により、高密度、高精度で安定な一細胞アレイ化技術、光照射によるPC-BAMを用いた一細胞選択的回収技術、PA-BAMを用いた一細胞選択的固定化技術をほぼ確立することができた。また、これらの技術を用いた接着性細胞、非接着性細胞の一細胞アレイ化により、数十個程度の細胞を対象に、蛍光標識した天然型のGPCRの細胞内動態、あるいは、人工受容体のシグナルによる細胞応答の解析を、個々の細胞のタイムラプス画像データに基づいて並列的かつハイスループットに行うことに成功し、最終年度に向けた創薬スクリーニング系への応用への目処をつけることができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまでに確立した一細胞アレイ化技術、光照射による選択的一細胞固定化あるいは回収技術を用いて、炎症性疾患の創薬ターゲットとして注目されているGPCRであるBLT-1、G2Aの細胞内動態と細胞遊走性を指標として、そのタイムラプス解析に基づいて好中球やマクロファージなどの炎症性細胞の応答機能を抑制あるいは亢進する物質を探索する創薬スクリーニング系の構築を目指す。また、造血幹細胞の自己複製・分化過程を一細胞レベルでタイムラプス解析するためのプラットフォームの構築を目指す。
|
Research Products
(15 results)
