アクチンアセンブリー動態の細胞間不均一性からせまる遊走モードの多様性と制御原理

肌动蛋白组装动力学中细胞间异质性揭示的迁移模式的多样性和控制原理

• 批准号: 19K06633
• 负责人: 中島 昭彦
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K06633/
• 关键词: 細胞運動; 細胞極性; 走化性; マイクロ流路; ライブセルイメージング; 細胞骨格; アクチン; ハイスループット

遊走性細胞の走化性の運動特性についてのルールの解明を目指し、本研究では、フォトリソグラフィを用いた微細加工技術と共焦点顕微鏡観察系の融合による、ハイスループットライブイメージング計測系を構築し、細胞遊走における細胞の個性とその特性を解析した。これまでの細胞遊走の先行研究の多くでは、せいぜい10から数十細胞分の遊走動態を解析していたのに対して、本計測系では、1000を超える細胞についての膜変形や細胞内分子動態解析を実現し、深層学習を利用した細胞輪郭の自動検出によって自動的な画像処理を行えるようにした。それらから、粘菌アメーバと好中球様培養細胞株HL６０の移動速度と細胞極性動態が細胞サイズに依存することを見出した。細胞サイズが中程度の場合、移動速度と細胞サイズは正の相関を示し、F-actinの細胞局在動態から評価した細胞極性は単一の方向、誘引物質濃度の高い方向に安定していた。ある一定サイズを超えた大きい細胞では、細胞サイズが大きくなるにつれてむしろ移動速度は減少し、細胞は誘引物質濃度の高い側のみならず低い側に先導端を形成し双極的な極性を示した。細胞サイズが小さくなると、先導端が一方向に安定せず誘引物質の高濃度側と低濃度側の間を振動し、その結果、方向的移動が見られなくなった。細胞の誘引物質刺激への応答性と極性動態の関係をさらに調べるため、マイクロ流路を用いて誘引物質方向の時間反転実験系による誘引物質方向を反転させた場合の方向転換動態解析から、細胞の発達段階に応じて濃度増加・減少に対する細胞反転動体が異なることを見出した。それら細胞では、アクチンバンドルの集積の仕方や推進力の起源が異なっていることがアクチン関連分子の集積パタンや時間空間動体から示唆された。

The aim of this study is to construct a measurement system for cell migration and analyze the characteristics of cell migration by using micromachining technology and confocal microscopy. This study is based on the analysis of cell migration dynamics in 10 cells and the analysis of intracellular molecular dynamics in 1000 cells. Deep learning is used to automatically detect cell migration and image processing. The dependence of cell polarity on cell migration velocity of cultured HL60 cells was revealed. In the case of medium cell density, the correlation between cell density and cell density, the dynamic change of F-actin in the cell density, and the high concentration of attractant, the stability of F-actin in the cell density. The cell has a high concentration of attractant and a low concentration of attractant. The leading end forms a bipolar polarity. The leading end of the cell is stable in one direction, and the leading end is stable in the other direction. The leading end of the cell is stable in the other direction. The leading end of the cell is stable in the other direction. The leading end of the cell is stable in the other direction. The leading end of the cell is stable in the other direction. The relationship between the response and polarity of the induced substance in the cell was analyzed. The response and polarity of the induced substance in the cell were analyzed. The response and polarity of the induced substance in the cell were analyzed. The accumulation of molecules in cells and the origin of propulsive forces are different.

项目成果

細胞性粘菌から理解する遊走性細胞組織の知覚と行動原理

了解细胞粘菌迁移细胞组织的感知和行为原理

• 发表时间: 2019
• 作者: Makito Yamada;Yasunori Shio;Toshiki Akiyama;Tetsuo Honma;Yuuta Ohki;Naoyuki Takahashi;Kenichi Murai;Mitsuhiro Arisawa;中島昭彦
• 通讯作者: 中島昭彦

Integration of cell polarity and direction sensing in chemotactic migration of immune cells

细胞极性和方向传感在免疫细胞趋化迁移中的整合

• 发表时间: 2019
• 作者: Fukunaga T;Tanaka N;Furumoto T;Nakakita S;Ohashi T;Higuchi Y;Maekawa H;Takegawa K;20.Akihiko Nakajima
• 通讯作者: 20.Akihiko Nakajima

Cell size-dependent polarity dynamics in cells and tissues

细胞和组织中细胞大小依赖性极性动力学

• 发表时间: 2019
• 作者: 小金澤優太;佐藤守俊;若本祐一;榎木亮介;中島昭彦
• 通讯作者: 中島昭彦

細胞遊走動態からみる細胞・組織秩序の創発原理

从细胞迁移动力学中看到的细胞和组织秩序的涌现原理

• 发表时间: 2019
• 作者: Koganezawa;K.;Sato;M.;Wakamoto;Y.;中島昭彦
• 通讯作者: 中島昭彦

Phosphatidic acid-dependent localization and basal de-phosphorylation of RA-GEFs regulate lymphocyte trafficking

• DOI: 10.1186/s12915-020-00809-0
• 发表时间: 2020-06-29
• 期刊: BMC BIOLOGY
• 影响因子: 5.4
• 作者: Ishihara，Sayaka;Sato，Tsuyoshi;Katagiri，Koko
• 通讯作者: Katagiri，Koko