AFM分子間力分光法を用いた単分子レベルでのインテグリンを介する細胞接着の研究

Sci. STKE, 2 October 2007 Vol. 2007, Issue 406, p. pl5
[DOI: 10.1126/stke.4062007pl5]

Clemens M. Franz^1*, Anna Taubenberger¹, Pierre-Henri Puech², and Daniel J. Muller¹

¹BioTechnological Center, University of Technology Dresden, Tatzberg 47-51, 01307 Dresden, Germany.
²INSERM UMR 600/CNRS UMR 6212, Adhesion Cellulaire et Inflammation Case 937, 163 Avenue de Luminy, 13288 Marseille, France.
*Corresponding author. E-mail, franz@biotec.tu-dresden.de

要約 : 細胞接着の確立には、個々の細胞の表面受容体と細胞環境の分子の間の特異的な認識事象が関与している。しかし、生細胞における単分子接着事象の特徴を明らかにすることは、実際的には難しい課題である。分子間力分光法を用いた原子間力顕微鏡（AFM）は、単一の受容体とリガンドの結合のレベルでの細胞接着力を調べる超高感度な方法である。AFMカンチレバーに生細胞を付着させることにより、細胞‐基質相互作用の数を制御し、単一の受容体‐リガンド結合の形成を制限することができる。細胞がカンチレバーから解離する際に記録される応力‐距離（F-D）曲線から、単一の受容体‐リガンド結合の強度を測定することができる。さらに、結合が解離する際の加圧率を変えることによって得られる動的分子間力スペクトル（DFS）により、解離速度やエネルギー障壁幅など、相互作用のエネルギーランドスケープを表すその他のパラメータ項目も得ることができる。本著では、インテグリンα₂β₁を介するI型コラーゲンの接着の例を用いて、動的AFM単細胞分子間力分光法（SCFS）による単分子感度での接着測定法や、DFSからのインテグリン‐コラーゲン結合の特異的エネルギーランドスケープのパラメータの導き方を詳述する。