新規ペア型レセプターLMIR3およびLMIR4ノックアウトマウスの解析

• Project/Area Number: 10J07783
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Hematology
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 伊沢 久未 順天堂大学, 大学院・医学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000); Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2011: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2010: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: ペア型レセプター / マスト細胞 / セラミド / IgE / LMIR / アナフィラキシー / LMIR (Leukocyte mono-Ig-like receptor) / 自然免疫 / CLP (cecum ligation and puncture) / LPS

Research Abstract

抗原および免疫グロブリンEにより高親和性免疫グロブリンE受容体が刺激されると,マスト細胞は活性化しアレルギー反応をひき起こす.一方,生体においてアレルギー反応を抑制するしくみは謎であった.
細胞外領域の構造は類似するが正反対の機能(活性化型および抑制型)をもつ受容体をペア型免疫受容体とよぶ.LMIR(leukocyte mono-immunoglobulin-like receptor,別名CD300)は細胞外領域に1個の免疫グロブリン様の構造をもつペア型免疫受容体である.おもにミエロイド系の細胞に発現し,マウスにはLMIR1～LMIR8の少なくとも8種類のLMIRが存在する.LMIR1とLMIR3は抑制型受容体であり,他のLMIRは活性化型受容体である.
これまでの研究により,マウスの骨髄に由来するマスト細胞に発現するLMIR3(別名CD300f)と高親和性IgE受容体を人工的に架橋すると,LMIR3のもつITIM(immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif)およびITSM(immunoreceptor tyrosine-based switch motif)のリン酸化を介しSHP-1/SHP-2が動員され,高親和性IgE受容体からのシグナルが抑制されることを示した.しかし,LMIR3のリガンドは同定されていなかったことから,生体におけるLMIR3の役割は不明であった.
LMIR3ノックアウトマウスを作製しそのアレルギー反応を調べたところ,マスト細胞の活性化により起こるアナフィラキシー,気道炎症,皮膚炎が増悪していた.他方,LMIR3の生理的なリガンドとして細胞外のセラミドが同定された.セラミドと結合したLMIR3は高親和性免疫グロブリンE受容体への刺激によりこれと共局在し,ITIMおよびITSMのリン酸化を介しマスト細胞の活性化を抑制した.また,LMIR3と細胞外のセラミドとの結合を阻害すると,野生型マウスにおいて皮膚アナフィラキシー反応が増悪した.これらの結果から,マスト細胞の周囲に存在するセラミドとLMIR3との結合により,マスト細胞の活性化とそれに付随するアレルギー反応が抑制されることが示された.

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

LMIR3の生理的なリガンドとして細胞外のセラミドが始めて同定した.この結果をImmunityに発表した.

Strategy for Future Research Activity

LMIR3はマスト細胞のみならず、他の様々なミエロイド系細胞に発現している。好中球・好塩基球・樹状細胞・マクロファージなどにおけるLMIR3の機能をLMIR3ノックアウトマウスを用いて解析中である。
ヒトLMIR3についてもリガンドを同定し,機能解析中である。

Research Products

• [Journal Article] Human CD300C delivers an Fc receptor-ν-dependent activating signal in mast cells and monocytes and differs from CD300A in ligand recognition. (2013)
  • Author(s): Takahashi M, Izawa K, Kashiwakura JI, Yamanishi Y, Enomoto Y, Kaitani A, Maehara A, Isobe M, Ito S, Matsukawa T, Nakahara F, Oki T, Kajikawa M, Ra C, Okayama Y, Kitamura T, Kitaura J.
  • Journal Title: J Biol Chem. Volume: 288(11) Issue: 11 Pages: 7662-75
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.434746
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The receptor LMIR3 negatively regulates mast cell activation and allergic responses by binding to extracellular ceramide. (2012)
  • Author(s): Izawa K, Yamanishi Y, Maehara A, Takahashi M, Isobe M, Ito S, Kaitani A, Matsukawa T, Matsuoka T, Nakahara F, Oki T, Kiyonari H, Abe T, 0kumura K, Kitamura T, Kitaura J.
  • Journal Title: Immunity Volume: 16;37(5) Issue: 5 Pages: 827-39
  • DOI: 10.1016/j.immuni.2012.08.018
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Upregulation of CD200R1 in lineage-negative leukemic cells is characteristic of AML1-ETO-positive leukemia in mice. (2012)
  • Author(s): Kagiyama Y, Kitaura J, Togami K, Uchida T, Inoue D, Matsukawa T, Izawa K, Kawabata KC, Komeno Y, Oki T, Nakahara F, Sato K, Aburatani H, Kitamura T.
  • Journal Title: Int J Hematol. Volume: 96(5) Issue: 5 Pages: 638-48
  • DOI: 10.1007/s12185-012-1207-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PRAT4A-dependent expression of cell surface TLR5 on neutrophils, classical monocytes and dendritic cells. (2012)
  • Author(s): Shibata T, Takemura N, Motoi y Goto Y, Karuppuchamy T, Izawa K, Li X, Akashi-Takamura S, Tanimura N, Kunisawa J, Kiyono H, Akira S, Kitamura T, Kitaura J, Uematsu S, Miyake K.
  • Journal Title: Int Immunol Volume: 24(10) Pages: 613-23
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A soluble form of LMIR5/CD300b amplifies lipopolysaccharide-induced lethal inflammation in sepsis. (2012)
  • Author(s): Yamanishi Y, Takahashi M, Izawa K, Isobe M, Ito S, Tsuchiya A, Maehara A, Kaitani A, Uchida T, Togami K, Enomoto Y, Nakahara F, Oki T, Kajikawa M, Kurihara H, Kitamura T, Kitaura J.
  • Journal Title: J Immunol Volume: 189(4) Pages: 1773-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Leukocyte mono-Ig like receptor 3(LMIR3)によるマスト細胞の活性化と抑制化 (2010)
  • Author(s): 伊沢久未, 北浦次郎, 北村俊雄
  • Journal Title: 臨床免疫・アレルギー科(Clinical Immunology & All ergology) Volume: Vol54(2) Pages: 135-141
• [Journal Article] Characterization of leukocyte mono-immunoglobulin-like receptor 7 (LMIR7)/CLM-3 as an activating receptor : its similarities to and differences from LMIR4/CLM-5. (2010)
  • Author(s): Enomoto Y, Yamanishi Y, Izawa K, et al
  • Journal Title: J Biol Chem. Volume: 285(46) Pages: 35274-35283
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TIM1 is an endogenous ligand for LMIR5/CD300b : LMIR5 deficiency ameliorates mouse kidney ischemia/reperfusion injury. (2010)
  • Author(s): Yamanishi Y, Kitaura J, Izawa K, et al
  • Journal Title: J Exp Med. Volume: 207(7) Pages: 1501-1511
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Extracellular ceramide is a ligand for LMIR3 which negatively regulates mast-cell-dependent allergic responses (2012)
  • Author(s): 伊沢久未
  • Organizer: 第41回日本免疫学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
  • Year and Date: 2012-12-06
• [Presentation] Enhanced allergic responses in LMIR3/CLM1-deficient mice. LMIR3ノックアウトマウスにおけるアレルギー反応の亢進 (2011)
  • Author(s): 伊沢久未
  • Organizer: 第40回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉市)
  • Year and Date: 2011-11-29