1細胞における自律的な温度制御が駆動する細胞現象の探索

探索单细胞自主温度控制驱动的细胞现象

• 批准号: 22K20636
• 负责人: 村上 光
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: University of Shizuoka
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20636/
• 关键词: 細胞内温度; 筋細胞; ミトコンドリア

温度は生命活動を司る物理量の一つである．これまでに，生命の最小単位である細胞において温度が能動的かつ自律的に制御されることを強く示唆する現象を見出した．一方で，その現象の明確な生理的意義は依存として不明である．本研究では，細胞内局所の温度により機能が制御される分子群の同定を通して「細胞内温度変動は細胞現象を誘導するシグナル（トリガー）となる」との仮説の実証を目指している．当該年の研究では，生体内にて盛んに温度変動が生じる器官である骨格筋に着目し，筋細胞をモデルとした仮説検証を行うための実験系を構築した．まず，マウス筋芽細胞株C2C12細胞，並びにマウス骨格筋から単離した筋芽細胞に対して，温度変化依存的な蛍光強度レシオ変化を示す蛍光性ポリマー温度センサー（FPT）（Sci. Rep. 2017）の導入条件を検討し，走査型レーザー共焦点顕微鏡を用いたイメージング技術に基づく細胞内温度計測法を確立した．続いて，熱発生に起因する温度変動が報告されている小胞体，及びミトコンドリアの膜上に近接依存性ラベル化分子であるAPEX2（Nat. Protoc. 2016）を導入するために，C2C12細胞に適用可能な遺伝子発現系を検討した．その結果，レトロウイルスベクターを用いた手法により良好な導入効率が得られることを見出した．以上，in vitroのみならずex vivoの筋細胞モデルについて，細胞内における温度変動の計測法を確立した．さらに，生細胞内ラベル化技術を用いることにより温度変動に関与する細胞小器官，並びにその周辺に存在するタンパク質群のプロファイルを解析する手法の導入にも成功しつつある．

温度是控制生活活动的物理数量之一。到目前为止，我们发现了一种现象，该现象强烈表明温度在生命的最小单位中受到主动和自主的控制。另一方面，该现象的明确生理意义是未知的依赖性。这项研究旨在证明“细胞内温度波动是信号（触发），它们通过鉴定其功能受局部温度调节的分子来诱导细胞现象的信号（触发）。在今年的研究中，我们专注于骨骼肌，骨骼肌经常会导致体内温度波动，并构建了一个实验系统，用于使用肌肉细胞作为模型进行假设验证。首先，我们研究了引入荧光聚合物温度传感器（FPT）的条件（Sci。Rep。2017），该条件显示了小鼠成肌细胞C2C12细胞的荧光强度比温度依赖性变化的变化，并从小鼠骨骼肌肉中分离出来，并建立了基于内细胞测量方法的小鼠骨骼肌肉，并使用Imainning Imascing lassning lassing lassing lassing lassing lassing lassing。接下来，我们研究了一种适用于C2C12细胞的基因表达系统，以将近端依赖性标记分子Apex2（Nat。protoc。2016）引入近端依赖性标记分子，该分子依赖于近端的膜含量和线粒体的膜，该温度归因于温度热裂料，因此结果，我们发现使用逆转录病毒载体的方法可以提供良好的介绍效率。以上已经建立了一种测量细胞内温度波动的方法，不仅在体外，而且是体内心肌细胞模型。此外，通过使用活细胞标记技术，还成功引入了方法来分析与温度波动有关的细胞器以及它们附近存在的蛋白质基团的曲线。

项目成果

筋芽細胞分化における脂肪酸不飽和化酵素の役割

脂肪酸去饱和酶在成肌细胞分化中的作用

• 发表时间: 2023
• 作者: Rosenkilde Mette M.;Tsutsumi Naotaka;Knerr Julius M.;Kildedal Dagmar F.;Garcia K. Christopher;村上 光，森島安美，原 雄二
• 通讯作者: 村上 光，森島安美，原 雄二

膜脂質を介する細胞自律的な細胞内温度制御

通过膜脂进行细胞自主细胞内温度控制

• 发表时间: 2022
• 作者: 阿部 洋典;荒木 喜美;石黒 啓一郎;村上 光，長尾耕治郎，岡部弘基，原田慶恵，梅田眞郷
• 通讯作者: 村上 光，長尾耕治郎，岡部弘基，原田慶恵，梅田眞郷