MF Researcher Database

Researchers Database

Advance

Egami Yohei

  • Faculty of Medicine
  • School of Medicine
  • Lecturer
Last Updated :2026/06/24

Researcher Information

Degree

  • 博士（医学）
  • 修士（理学）

J-Global ID

Research Interests

  • 分子機構   シグナル伝達   エンドサイトーシス   ファゴサイトーシス   molecular mechanism   signal transduction   endocytosis   phagocytosis   

Research Areas

  • Life sciences / Anatomy

Academic & Professional Experience

  • 2018 - Today  Kagawa UniversityFaculty of Medicine, 講師
  • 2007 - 2017  Kagawa UniversityFaculty of Medicine
  • 2006 - 2007  Kagawa UniversityFaculty of Medicine

Education

  •        - 2006  Osaka City University
  •        - 2002  Osaka University

Association Memberships

  • 日本生化学会   日本解剖学会   日本組織細胞化学会   

Published Papers

Conference Activities & Talks

  • ACTN4-dependent layered-edge lamellipodia acting as a novel mode of invasive cancer cell migration  [Not invited]
    森下陽香; 川合克久; 江上洋平; 本田一文; 荒木伸一
    第129回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Rit1-TBC1D10Bシグナリングによる貪食制御機構  [Not invited]
    江上洋平; 川合克久; 荒木伸一
    第129回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • ライブセルとCLEMで観察するラメリポディアの新形態  [Invited]
    荒木伸一; 森下陽香; 川合克久; 江上洋平; 本田一文
    日本顕微鏡学会第79回学術講演会
  • Live-cell imagingと光電子相関顕微鏡観察で明らかになった新しいタイプのラメリポディアの存在と特性  [Not invited]
    森下陽香; 川合克久; 江上洋平; 本田一文; 荒木伸一
    第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Rab23 and Rab34 are regulators of sarcolemma repair  [Not invited]
    kana Murai; Youhei Egami; Katsuhisa Kawai; Nobukaza Araki; Takeshi Endo; Katsuya Miyake
    第127回日本解剖学会総会・全国学術集会  2022/03
  • Fc γレセプター介在性ファゴサイトーシス経路におけるTBC1D10Bの機能解析  [Not invited]
    江上洋平; 川合克久; 荒木伸一
    第127回日本解剖学会総会・全国学術集会  2022/03
  • Rabファミリー低分子量Gタンパク質による膜修復機構
    村井花奈; 江上洋平; 川合克久; 荒木伸一; 三宅克也
    2021/09
  • Rac1とphosphoinositidesに制御される新規エンドサイトーシス経路の解析  [Not invited]
    川合克久; 江上洋平; 荒木伸一
    第125回日本解剖学会総会・全国学術集会  2020/03
  • TBC1D10Bはマクロファージにおける貪食抑制因子である  [Not invited]
    江上洋平; 川合克久; 荒木伸一
    第124回日本解剖学会総会・全国学術集会  2019/03
  • Rit1 GTPaseはFcγレセプター介在性のファゴゾーム形成を制御する  [Not invited]
    江上洋平
    第123回日本解剖学会総会・全国学術集会  2018/03
  • Fcγレセプター介在性ファゴサイトーシス過程におけるRit1 GTPaseの機能解析  [Not invited]
    江上洋平
    2017年度生命科学系学会合同年次大会  2017/12
  • 新規マクロピノサイトーシス関連経路の形態と分子基盤  [Not invited]
    川合克久; 江上洋平; 荒木伸一
    第122回日本解剖学会総会・全国学術集会  2017/03
  • Rab23およびRab34の骨格筋線維膜修復時の動態  [Not invited]
    三宅克也; 荒木伸一; 川合克久; 江上洋平
    第122回日本解剖学会総会・全国学術集会  2017/03
  • Rab10-positive macropinosome-like structures provide a novel endocytic pathway  [Not invited]
    第120回 日本解剖学会総会･全国学術集会, 第92回日本生理学会大会合同大会  2015
  • 低分子量GTPaseによるマクロピノサイトーシス及びファゴサイトーシスの制御に関する分子形態学的解析  [Not invited]
    江上洋平
    第120回 日本解剖学会総会･全国学術集会, 第92回日本生理学会大会合同大会  2015
  • IgG依存性貪食と非依存性貪食過程へのcofilinの関与と形態様式の差異  [Not invited]
    路艶蒙; 曹蕾; 江上洋平; 川合克久; 荒木伸一
    日本解剖学会第70回中国・四国支部学術集会  2015
  • ファゴゾーム成熟過程におけるRab35の役割  [Not invited]
    川合克久; 江上洋平; 荒木伸一
    第119回日本解剖学会総会・全国学術集会  2014/03
  • Zymosan貪食過程におけるRit1 GTPaseのライブセルイメージングと機能解析  [Not invited]
    江上洋平; 川合克久; 荒木伸一
    第119回日本解剖学会総会・全国学術集会  2014/03
  • 前立腺癌細胞移動（migration）における低分子量GTPase Rac1を介した制御機構のoptgenetics解析  [Not invited]
    加藤琢磨; 川合克久; 江上洋平; 荒木伸一; 筧善行
    第23回泌尿器科分子・細胞研究会  2014
  • ライブセルイメージングによる細胞膜修復を行う小胞膜の起源についての検討.  [Not invited]
    日本解剖学会第69回中国・四国支部学術集会  2014
  • RhoC GTPaseはマクロファジーにおけるファゴゾーム形成に関与する  [Not invited]
    第87回日本生化学会大会  2014
  • RhoC GTPase regulates phagosome formation through mDia1 promoting actin assembly during FcγR-mediated phagocytosis in macrophages  [Not invited]
    第120回 日本解剖学会総会･全国学術集会, 第92回日本生理学会大会合同大会  2014
  • GaAsP搭載型多光子レーザー顕微鏡によるLIVEイメージング：細胞膜損傷修復時におけるアネキシンA4の動態  [Not invited]
    松尾巴瑠奈; 三宅克也; 塚本真由; 浅田萌; 松田知栄; 川合克久; 江上洋平; 林由起子; 荒木伸一
    第118回日本解剖学会総会・全国学術集会  2013/03
  • マクロファージにおけるファゴサイトーシスのRab35no関与：異なる貪食ターゲットの取り込み機構での差異について  [Not invited]
    石川有理恵; 川合克久; 藤井誠; 江上洋平; 荒木伸一
    第118回日本解剖学会総会・全国学術集会  2013/03
  • Rab35および関連タンパク質による貪食調節機能  [Not invited]
    江上洋平; 荒木伸一
    第118回日本解剖学会総会・全国学術集会  2013/03
  • GaAsP搭載型多光子レーザー顕微鏡によるLIVEイメージング：細胞膜損傷修復とアネキシンA7動態  [Not invited]
    塚本真由; 三宅克也; 松尾巴瑠奈; 濱田萌; 松田知栄; 川合克久; 江上洋平; 林由起子; 荒木伸一
    第118回日本解剖学会総会・全国学術集会  2013/03
  • Annexins and the Partner Proteins S100 in Plasma Membrane Repair and Ectosome Generation.  [Not invited]
    2013 ASCB Annual Meeting  2013
  • GaAsP搭載型多光子レーザー顕微鏡によるLIVEイメージング：細胞膜修復時におけるアネキシン結合タンパクS100A11の動態  [Not invited]
    第118回日本解剖学会総会・全国学術集会  2013
  • MICAL1 an F-actin-disassembly factor links membrane repair  [Not invited]
    第118回日本解剖学会総会・全国学術集会  2013
  • Rac1の光制御により生細胞のマクロパイノサイト―シス過程を顕微鏡で操作する  [Not invited]
    日本顕微鏡学会第69回学術講演会  2013
  • Zymosan貪食過程におけるRit1 GTPaseの機能解析  [Not invited]
    第54回日本組織細胞化学会総会・学術集会  2013
  • 細胞膜修復時におけるアネキシン、MICAL1およびアネキシン結合タンパクS100タンパクの動態とエクトサイトーシス  [Not invited]
    日本解剖学会第68回中国・四国支部学術集会  2013
  • 水銀アーク光源蛍光顕微鏡をベースとしたphoto-manipulationシステムの構築  [Not invited]
    日本解剖学会第68回中国・四国支部学術集会  2013
  • Photo-manipulation of Rac1 facilitates local control of macropinocytosis  [Not invited]
    日本顕微鏡学会第69回学術講演会  2013
  • Control of Macropinocytosis by Photo-manipulation of Rac1 Activity.  [Not invited]
    14th INTERNATIONAL CONGRESS OF HISTOCHEMISTRY AND CYTOCHEMISTRY  2012
  • 多光子レーザー顕微鏡によるLIVEイメージング：アネキシンA4およびA7小胞による細胞膜修復  [Not invited]
    日本解剖学会，第67回中国・四国支部学術集会  2012
  • MICAL1 an F-actin-disassembly factor links membrane repair.  [Not invited]
    America Society for Cell Biology, Annual Meeting  2012
  • ＭＩＣＡＬ an ｆ-ａｃｔｉｎ-ｄｉｓａｓｓｅｍｂｌｙ ｆａｃｔｏｒ ｌｉｎｋｓ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｒｅｐａｉｒ  [Not invited]
    第88回日本生理学会大会 第116回日本解剖学会総会・学術集会 合同大会  2011
  • Ｒａｂ35 regulates Fcγ R-mediated phagosome formation via recruitment of ACAP2, an ARF6 GAP, in macrophages  [Not invited]
    第88回日本生理学会大会 第116回日本解剖学会総会・学術集会 合同大会  2011
  • Fcγレセプター介在貪食を司る機械分子と制御シグナルの可視化  [Not invited]
    医学生物学電子顕微鏡技術学会 第27回学術講演会および総会  2011
  • 低分子量Ｇタンパク質Ｒａｃ1活性の光制御により分子スイッチの真の役割を解析する  [Not invited]
    日本顕微鏡学会第67回学術講演会  2011
  • マクロファージでのファゴゾーム形成におけるRab35の役割  [Not invited]
    第115回日本解剖学会総会・全国学術集会  2010
  • マクロファージでのファゴゾーム形成におけるRab35の役割  [Not invited]
    第115回日本解剖学会総会・全国学術集会  2010
  • マクロパイノサイトーシス過程におけるRab21の時間空間的局在変化  [Not invited]
    第114回日本解剖学会総会・全国学術集会  2009
  • マクロパイノサイトーシス過程におけるRab21の時間空間的局在変化  [Not invited]
    第114回日本解剖学会総会・全国学術集会  2009
  • マクロパイノサイトーシスを制御するホスホイノシチド脂質シグナルのイメージング  [Not invited]
    第112回日本解剖学会総会・全国学術集会  2007
  • Tubular endosomeの形成と膜輸送  [Not invited]
    第112回日本解剖学会総会・全国学術集会  2007
  • ラットの内リンパ嚢における可溶化型メガリンについて  [Not invited]
    第112回日本解剖学会総会・全国学術集会  2007
  • ラットの内リンパ嚢および蝸牛におけるメガリンについて  [Not invited]
    日本解剖学会 第６１回中国・四国地方会  2006
  • 舌下神経損傷時におけるRab24の発現動態  [Not invited]
    第110回日本解剖学会総会・全国学術集会  2005
  • 舌下神経損傷時におけるRab24の発現動態  [Not invited]
    第110回日本解剖学会総会・全国学術集会  2005
  • 中胚葉系細胞分化におけるNecdinの機能解析  [Not invited]
    第74回日本生化学会大会  2001
  • 中胚葉系細胞分化におけるNecdinの機能解析  [Not invited]
    第74回日本生化学会大会  2001

MISC

  • Rac1とphosphoinositidesに制御される新規エンドサイトーシス経路の解析
    川合克久; 江上洋平; 荒木伸一  日本解剖学会総会・全国学術集会講演プログラム・抄録集  125th-  2020
  • Annexins and the Partner Proteins S100 in Plasma Membrane Repair and Ectosome Generation
    K. Miyake; C. Matsuda; M. Hamada; K. Kawai; Y. Egami; Y. Hayashi; P. L. McNeil; N. Araki  MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL  24-  2013
  • P-50 Zymosan貪食過程におけるRit1 GTPaseの機能解析(免疫組織化学・機能解析関連領域,ポスター,第54回日本組織細胞化学会総会・学術集会)
    江上 洋平; 川合 克久; 荒木 伸一  日本組織細胞化学会総会プログラムおよび抄録集  (54)  99  -99  2013
  • 高感度多光子顕微鏡による細胞膜修復のLIVEイメージング
    三宅克也; 松田知栄; 江上洋平; 濱田萌; 林由起子; 荒木伸一  解剖学雑誌  87-  (2)  44  2012/06

Awards & Honors

  • 2014/03 日本解剖学会奨励賞
  • 2013/09 日本組織細胞化学会論文賞

Research Grants & Projects

  • Live-cell imaging and CLEM reveal the presence and significance of a new type of lamellipodia
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2023/04 -2026/03 
    Author : 荒木 伸一; 江上 洋平; 川合 克久
  • 低分子量Rap2B GTPaseによる新規エンドサイトーシス制御機構
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    Date (from‐to) : 2020/04 -2024/03 
    Author : 江上 洋平; 荒木 伸一; 川合 克久
     
    本研究課題の目的は、ファゴゾーム関連性新規エンドサイトーシスの制御メカニズムの解明とその生理的意義を明らかにすることである。Rap2Bの発現条件下において、新生ファゴゾームの近傍で形成されるエンドサイトーシス小胞は、細胞内膜系の小胞と区別が困難であることから、本年はRab20（、Lamp1）等の小胞マーカーを用いたコンフォーカルライブセルイメージングによるRap2Bとの局在の比較、新生小胞特異的マーカーのスクリーニングを行なった。その結果、Rab20（、Lamp1）はRap2Bと核周囲の小胞膜において共局在を示す一方、新生直後のRap2B陽性小胞には局在化しないことが分かった。このことから、Rab20（、Lamp1）はRap2B陽性の新生小胞を同定する上である程度有効であるものと考えられた。一方、新規エンドサイトーシス経路により形成されたRap2B陽性小胞が初期エンドソーム由来のフォーカルエクソサイトーシス小胞である可能性は否定されないことから、更なる新生小胞特異的マーカーのスクリーニング・同定が必要といえる。 現時点において、マクロファージにおけるFcγレセプター介在性ファゴサイトーシス過程におけるRap2Bの役割は不明である。そこで、本年はRap2BのGDP結合型の過剰発現による貪食への影響についても検討を行なった。その結果、Rab2BのGDP結合型の発現細胞において、ファゴゾーム形成の抑制が認められた。以上の結果は、Rap2Bがファゴゾーム形成の制御因子であることを示唆するものである。
  • 新規非分解系エンドサイトーシス経路の生理的機能と病態との関連
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    Date (from‐to) : 2019/04 -2023/03 
    Author : 川合 克久; 荒木 伸一; 江上 洋平
     
    本研究の解析対象であるマクロパイノサイトーシス様の新規輸送経路は次の特徴を示す。（１）取り込みの初期の段階でマクロパイノソーム様の構造から長い管状構造を形成する。（２）マクロパイノソーム様の構造のカップが閉じずに消滅する。これまでに我々は、マクロパイノソーム様構造および出芽した管状構造にはRab10が強く局在することを見出している。まず我々は、Rab10陽性新規輸送経路の形成条件について解析を行った。その結果、通常の培養条件下でのRAW264細胞（マウスマクロファージ）では、Rab10陽性新規輸送経路は低頻度にしか発生しなかった。PMA刺激を行うとRAW264細胞は従来型のマクロパイノサイトーシスを盛んに形成した。しかしながら、この時Rab10陽性新規輸送経路は低頻度にしか発生しなかった。PI3K阻害剤であるwortmaninnを前処理しPMA刺激した場合では、従来型のマクロパイノサイトーシスの形成は阻害された。一方、Rab10陽性新規輸送経路は高頻度に発生した。wortmaninn以外のPI3K阻害剤によっても同様の結果を得た。このことからPI3Kによって産生されるPI(3,4,5)P3が従来型の輸送経路とRab10陽性新規輸送経路の分岐をつかさどる鍵分子であることが示唆された。今後、PI(3,4,5)P3がどのように経路の調節を行っているかの解析を進めていく。 新規輸送経路により運ばれる分子の同定を行うことを目的に受容体(TLR、CD64、MHC classII)およびGPIアンカーなどの様々な膜成分をモニターするための蛍光ラベル融合体発現系を構築し、それらのRAW264細胞における発現を確認した。今後これらのツールを利用し、それぞれの分子がどの程度Rab10陽性新規輸送経路によって運ばれているのかを明らかにする。
  • Molecular and functional analysis of a novel endocytic pathway associated with macropinocytosis
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    Date (from‐to) : 2018/04 -2022/03 
    Author : Araki Nobukazu
     
    We found that Rab10-positive tubular structures arise from macropinocytic cups during an early stage of macropinocytosis in RAW264 macrophages and proposed that these structures represent a novel endocytic pathway. By live-cell imaging, we further demonstrated that the Rab10-positive tubular structures are dependent on microtubules, regulated by Rac1 and PI3K, and are associated with EHBP1, as a downstream molecule of Rab10. Upon PI3K inhibition, fluid-phase endocytosis thorough macropinosomes was switched to a membrane transport pathway through Rab10-positive tubules. It was also found that PD-L1, a target molecule for immune checkpoint therapy,is incorporated into Rab10-positive tubular endosomes and transported toward the Golgi region. Thus,this novel endocytic pathway may contribute to the intracellular transport of important membrane molecules.
  • Regulation of cellular immune system: a role of a TBC protein in phagosome formation
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2016/04 -2021/03 
    Author : Youhei Egami
     
    Phagocytosis is an important endocytic pathway that enables cells to eliminate pathogens and contribute to immunoprotection and the maintenance of tissue homeostasis. In this study, we found that TBC1D10 is involved in FcγR-mediated phagocytosis in macrophages. Live-cell imaging analysis revealed that TBC1D10 is transiently recruited to F-actin-rich phagocytic membranes during phagosome formation. Yeast two hybrid screening and immunoprecipitation assay showed that TBC1D10 is interacted with ARF-like GTPases. Moreover, the expression of ARF-like GTPases suppressed phagocytosis of IgG-opsonized erythrocytes. These data suggest that TBC1D10 is an important modulator of FcγR-mediated phagocytosis in macrophages.
  • Development of a novel photodynamic therapy for tumors using a photosensitizing PI3K inhibitor.
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2014/04 -2017/03 
    Author : Araki Nobukazu
     
    When we examined the effect of XL147, a PI3K inhibitor on PC3 prostate cancer cells under a fluorescence microscope, we found that XL147-treated cells are rapidly injured by blue light irradiation. The cancer cells treated with 0.2-2 μM XL147 showed cell surface blebbing and cytoplasmic vacuolation and died within 15 min of the irradiation. The extent of cell injury was dependent on the dose of XL147 and the light power of the irradiation. These findings suggest that XL147 might act as a photosensitizing reagent in photodynamic therapy (PDT) for cancer. Using a fluorescent probe to identify reactive oxygen species (ROS), significantly increased ROS production was observed in the XL147-treated cells during blue light irradiation. Taken together, it is conceivable that XL147, which is preferentially accumulated in cancer cells, could be photosensitized by blue light to produce ROS to kill cancer cells. This study will open up new possibilities for PDT using anticancer drugs.
  • Regulation of cellular immune system: an involvement of Rit1 GTPase in phagosome formation
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2013/04 -2016/03 
    Author : Egami Youhei
     
    Phagocytosis is a fundamental pathway that enables cells to eliminate pathogens, and endogenous cell debris, and contribute to immunoprotection and the maintenance of tissue homeostasis. In this study, we found that Rit1 GTPase is recruited to the membrane of phagocytic cups during FcγR-mediated phagocytosis in macrophages. Live-cell imaging analysis revealed that Rit1 is transiently colocalized with PI(4,5)P2 and PI(3,4,5)P3 during early stage of phagosome formation. CRISPR/Cas9-mediated Rit1 knockout or the expression of GDP-locked mutant Rit1-S35N suppressed phagocytosis of IgG-opsonized erythrocytes. These data suggest that Rit1 is a crucial regulator of FcγR-mediated phagocytosis in macrophages.
  • Control of macropinocytosis by photomanipulation of Rac1 activity
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2011/04 -2015/03 
    Author : ARAKI Nobukazu; KAWAI Katsuhisa; EGAMI Youhei; MIYAKE Katsuya; FUJII Makoto
     
    We attempted to characterize the activation and deactivation of Rac1 in macropinocytosis using microscopic photo-manipulation. Expression of genetically encoded photoactivatable(PA)-Rac1 in RAW264 macrophages enabled the local, reversible control of macropinocytosis using blue laser irradiation. Marked membrane ruffling and unclosed pre-macropinosomes were observed in the irradiated region of macrophages under the persistent activation of PA-Rac1. Although PI4,5P2 and actin accumulation were observed to this region, the recruitment of maturating endosome markers, such as PI3P and Rab21, was restricted until PA-Rac1 deactivation. After deactivating PA-Rac1 by ceasing irradiation, membrane ruffling immediately receded, and the macropinosomes acquired maturation markers. These data suggest that activation of Rac1 is sufficient to induce membrane ruffling and macropinocytic cup formation, but subsequent deactivation of Rac1 is required for macropinosome closure and further maturation.
  • Live Imaging of membrane repair by high sensitive multi-photon laser microscope in vivo system.
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2010/04 -2015/03 
    Author : MIYAKE Katsuya; EGAMI Youhei; MATSUDA Chie; KANAGAWA Motoi; TANAKA Toru; FUKAI Naomi; YOSHIYAMA Masahiro; ARAKI Shinichi
     
    Plasma membrane disruption is a common form of cell injury in mammalian tissues under physiological conditions. We expressed MICAL1-, Annexins-,MG53-, dyferlin-GFPs in culture cells or in vivo, and then subjected them to a plasma membrane disruption created by a two-photon laser. Subsequent confocal imaging with a high sensitive detector unit revealed more striking wave and faster (second time-scale) accumulation of MICAL1-GFP at the disruption site comparing to MG53 or dysferlin-GFPs, followed by actin-RFP depolymerization (second time-scale). We also observed, for the first time in culture cells or living skeletal muscle cells responding to a membrane disruption, subsequent confocal imaging revealed striking accumulation of annexins (A1, A2, A4, A5, A6, A7, S100A10, S100A11)-GFPs at the disruption site. The membrane repair mechanism is now well learned at the cellular and molecular level by multi-photon laser microscope with a high sensitive detector unit.
  • mutual analysis of intracellular signaling and morphological change in phagosome formation and maturation
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2012/08 -2014/03 
    Author : KAWAI katsuhisa; ARAKI Nobukazu; MIYAKE Katusya; EGAMI Youhei
     
    Phagocytosis has a crucial role in immune defense and development. In this study, using multicolor living cell imaging, it is found that Rab35 is involved in Fc-gamma receptor mediated phagocytosis. Rab35 is localized in phagocytic cup and maturing phagosome. In maturing phagosome, Rab35 and its effecter molecule, MICAL-L1 are budding form phagosome as tubular structures. These results are suggesting that Rab35/ MICAL-L1 play roles in receptor recycling or antigen presentation in Fc-gamma mediated phagocytosis.
  • Development of an automated microscopic system for optogenetics using a mercury lamp fluorescence microscope
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2012/04 -2014/03 
    Author : ARAKI NOBUKAZU; EGAMI Youhei; KAWAI Katsuhisa; MIYAKE Katsuya; KATO Takuma
     
    Photomanipulation of genetically encoded photoactivatable proteins, also known as optogenetics, is one of the most innovative techniques in the fields of cell biology. Although photomanipulation is usually performed by diverting the photobleaching mode of a confocal laser microscope, photobleaching by the laser scanning unit is not always suitable for photoactivation. Therefore, we attempted to develop a simple automated wide-field fluorescence microscopy system for optogenetics. An automated fluorescence microscope can be controlled through MetaMorph imaging software, making it possible to acquire time-lapse, multiwavelength images of live cells. We wrote a macro program to change the excitation filter for photoactivation and illumination area during the intervals of image acquisition. When this program was run on the microscope, cells expressing photoactivatable Rac1 showed lamellipodial extension and cell surface ruffling in the illuminated region.
  • Live Imaging for Two-photon microscopy: Membrane repair in Squid Gian Axon.
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2010 -2012 
    Author : MIYAKE Katsuya; TANAKA Toru; ARAKI Shinichi; EGAMI Youhei; MATSUDA Chie; FUKAI Naomi; KANAGAWA Motoi
     
    Plasma membrane disruption is a common form of cell injury in mammalian tissues under physiological conditions. Cell survival depends on the initiation of a rapid (second time-scale) resealing response that is mounted only in the presence of physiological levels of extracellular Ca2+. Vesicle-vesicle and vesicle-plasma membrane fusion events occurring in cortical cytoplasm surrounding the defect are thought to be a crucial element of the resealing mechanism. Axolemmal repair has been also studied extensively in invertebrate giant axons because their large size facilitates the use of many techniques. However, it is not clear how to repair axolemmal injury which usually takes minutes to hours time scale. Therefore, we observed how to reseal axolemmal disruption with several fluorescent probes, FM dye, Calcein-AM, Rhodamin or FITC-Dextran(RhDx, FDx, 10kD) and fluo4-AM using multi-photon microscope. First , we examined individual narrow axons from the squid fin nerve bundle. FM1-43 was loaded by the cut ends of fin nerves to show internal vesicles, and then wounded the axolemma by two photon laser. The FM1-43-positive vesicles were recruited the way of the membrane -membrane contacts leading to the homotypic and very rapid (second time scale) exocytic fusion events required for membrane repair in the narrow fin nerve. Whereas, FM 1-43 or Ca2+by fluo4-AM did not get into the axoplasm of the giant axon through the axolemmal disruption. Furthermore, when natural sea water containing FDx (10kD) was injected, the fluorescence spread throughout the axoplasm. These results suggest that high Ca2+did not cause rapid fusion of intracellular membranes, creating a boundary that prevents spreading of FDx throughout the cytoplasm. We propose that the slow speed of calcium diffusion through axoplasm density leads to the slow axolemmal repair.
  • Analysis of Rab35 GTPase: insight into cytoskeletal remodeling and membrane trafficking during phagocytosis
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2010 -2012 
    Author : EGAMI Youhei
     
    Phagosome formation and subsequent maturation are complex sequences of events that involve actin cytoskeleton remodeling and membrane trafficking. In this study, we found that the Ras-related protein Rab35 is involved in the early stage of FcγR-mediated phagocytosis in macrophages. Our data indicate that Rab35 regulates actin-dependent phagosome formation by recruiting ACAP2, which might control actin remodeling and membrane traffic through ARF6.
  • Phagosome/macropinosome formation and membrane traffic
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2007 -2008 
    Author : ARAKI Nobukazu; EGAMI Youhei
     
    ファゴサイトーシス、マクロパイノサイトーシスは、細胞が粒子状外来異物や液体を細胞外から細胞内ファゴゾーム・マクロパイノゾームへと取り込み、処理する現象であり、生体防御機構の最前線で重要な役割を果たす。本研究は、ファゴゾーム・マクロパイノゾーム形成および膜輸送に関わる制御分子を探索し、その分子の時間空間的関与をライブセルイメージングにより明らかにする目的でおこなわれた。この研究により、ファゴゾーム形成、マクロパイノゾームの成熟過程に関わる分子として、Rab35, Rab21などが見出され、重要な機能的意義を示唆する結果を得た。
  • Molecular machinery and signal transduction of phagocytosis and macropinocytosis
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2003 -2006 
    Author : ARAKI Nobukazu; HATAE Tanenori; EGAMI Youhei
     
    Phagocytosis and macropinocytosis are endocytic cell surface movements for taking extracellular particles such and fluid, respectively, and play important roles in innate immunity and antigen presentation. These cell surface movements are mediated by molecular machineries driving F-actin reorganization and membrane traffic, which are ingeniously controlled by complicated signal transduction pathways. The main aim of this research project is to resolve the relationship between molecular machineries and phosphoinositide signal during phagocytosis and macropinocytosis. In this study using bioimaging and image analysis, we revealed that levels of PI(4,5)P2 and PI(3,4,5)P3 in the membrane of forming macropinosomes were closely linked to the changes in actin cytoskeleton. The concentrations of PI(4,5)P2 in the membrane ruffles forming macropinocytic cups increased more than double that in other areas. The PI(4,5)P2 levels reached its maximum just before closing into macropinosomes, and rapidly fell after macropinosome internalization. In contrast, the PI(3,4,5)P3 was locally produced at the site of macropionosome formation around the time of macropinosome internalization. Our findings suggest that locally controlled levels of phosphoinositides by class I PI3kinase are important for regulating the function of actin-binding proteins which affect changes in the cell surface membrane architecture. Furthermore, we have shown that PI(3)P which is the main product of class III PI3kinase is essential for the fusion of formed macropinosomes.
  • ファゴサイトーシス・エンドサイトーシスの分子機構
    基礎科学研究
  • Molecular machinery of macropinocytosis and phagocytosis Bioimaging
    Basic Science Research Program

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