移動細胞先導端におけるアクチン動的システムの時空間的制御機構

迁移细胞前沿肌动蛋白动力系统的时空控制机制

基本信息

批准号：
19037002
负责人：
水野健作
金额：
$ 3.46万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

移動細胞の先導端にはラメリポディアとよばれるアクチン骨格を主成分とする突起構造が形成され、細胞運動を制御する生体ナノシステムとして機能する。アクチン脱重合因子であるコフィリンは先導端ラメリポディアに局在し、アクチン繊維の脱重合を促進すると考えられているが、細胞内では、刺激に応答したアクチン重合ならびにラメリポディアの形成と伸長に必要であることが知られている。このような刺激依存的な細胞内アクチン重合の促進機構を解明するため、可逆的な光活性化蛍光蛋白質であるDronpaとアクチンの融合蛋白質の蛍光強度の減衰量の測定による細胞内アクチンモノマーの時空間的変化を生細胞で測定できるFDAP(fluorescence decay after photOactivation)-time lapse imaging系の開発に成功した。本法を用いて、ニューレグリン刺激依存的なラメリポディアの形成過程における細胞内のアクチンモノマー量の経時的変化を測定し、刺激後2-3分後にアクチンモノマーは大きく減少することを見出した。コフィリンを不活性化した細胞では、刺激前のアクチンモノマー量が低く、ラメリポディア形成が阻害された。さらに、ラメリポディア形成細胞における細胞内のアクチンモノマー量の空間的変化の測定にも成功した。本研究で開発したFDAP time lapse imaging法という新しい顕微鏡イメージング技術はアクチンモノマーの時空間的変化を測定できるだけでなく、他の多くの可溶性因子の変化の測定にも応用可能であり、今後広く応用されることが期待される。

在迁移细胞的前端，形成了称为片状伪足的突出结构，该结构主要由肌动蛋白骨架组成，并起到控制细胞运动的生物纳米系统的作用。 Cofilin是一种肌动蛋白解聚因子，位于片状伪足的前端，被认为促进肌动蛋白纤维的解聚，但在细胞内，它是响应刺激的肌动蛋白聚合以及片状伪足的形成和伸长所必需的。为了阐明细胞内肌动蛋白聚合的刺激依赖性促进机制，我们通过测量可逆光激活荧光蛋白Dronpa与肌动蛋白的融合蛋白的荧光强度的衰减来研究细胞内肌动蛋白单体的时间，我们成功地实现了这一过程。开发了 FDAP（光激活后荧光衰减）延时成像系统，可以测量活细胞的空间变化。利用这种方法，我们测量了神经调节蛋白刺激依赖性板状伪足形成过程中细胞内肌动蛋白单体数量的时间变化，发现刺激后2-3分钟肌动蛋白单体显着减少。在丝切蛋白失活的细胞中，刺激前肌动蛋白单体的量较低，片状伪足的形成受到抑制。此外，我们成功测量了片状伪足形成细胞中细胞内肌动蛋白单体数量的空间变化。本研究开发的新型显微成像技术FDAP延时成像不仅可以测量肌动蛋白单体的时空变化，还可以用于测量许多其他可溶性因子的变化，我们希望它在未来得到广泛应用预计。