インターロイキン18タンパク質立体構造決定に基づいた新規機能分子開発・治療応用

• Project/Area Number: 13770391
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Pediatrics
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 加藤 善一郎 岐阜大学, 医学部附属病院, 助手 (90303502)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2002: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2001: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: IL-18 / 立体構造 / NMR

Research Abstract

アレルギー疾患・自己免疫疾患・免疫不全はヒト抗原認識及び免疫反応機構の表裏を構成している。下図に示すように、アレルギー・免疫反応は、まず抗原提示細胞上のHLA分子・抗原ペプチド・T細胞レセプターの3者複合体形成により始まる。その後、種々のサイトカインを含むメディエーターによる修飾・増幅を経て、最終的な生体反応となって現れる。
平成14年度は、インターロイキン18構造・活性相関及び阻害剤の解析を行った。現在までに、ヒトIL-18立体構造を多次元NMRを用いて決定し、レセプター結合様式について、ヒトIL-18蛋白質の立体構造表面に位置する残基の内、蛋白相互作用に関与すると考えられる残基の側鎖を改変した各種変異体を作成した。ヒトリンパ球を用いた活性測定により、活性保持に重要な残基を特定した。その際に、安定同位体元素ラベルした変異体蛋白を用いた2次元NMR解析から、導入した変異によって立体構造が破壊されていないことを確認した。以上の解析から、IL-18活性を発揮するために重要な3つの領域が同定された。一方、IL-18レセプターαについてホモロジーモデリングを行い、さらに変異解析の結果を踏まえレセプターとの複合体モデリングを行った。これらの結果から構造生物学的創薬の基盤が得られた。これらを踏まえて、蛋白レベル、ペプチドレベル、低分子薬剤レベルでの阻害活性実験を行い、その阻害メカニズムの解析を行うことが可能となったことから、現在、臨床応用を進めている。

Research Products

• [Publications] Watanabe M, Kaneko H, Aoki M, Sakaguchi H, Matsui E, Inoue R, Kato Z, Kasahara K, Fukutomi O, Kondo T, Kondo N: "Predominant expression of 950delCAG of IL-18R alpha chain cDNA is associated with reduced IFN-gamma production and high serum IgE level in atopic Japanese children"J allergy Clin Immunol.. 109(4). 669-675 (2002)
• [Publications] Sakaguchi H, Inoue R, Kaneko H, Watanabe M, Suzuki K, Kato Z, Matsushita S, Kondo N.: "Interaction among human leucocyte antigen-peptide-T cell receptor complexes in cow's milk allergy significance of human leucocyte antigen and T cell receptor-complementarity determining region 3 loops"Clin Exp Allergy. 32(5). 762-770 (2002)
• [Publications] Kato Z, Funato M, Orii KE, saito K, Kondo N.: "Spinal muscular atrophy type I with anti-acetylcholine receptor antibody"Eur J Pediatr. 161(5). 293-294 (2002)
• [Publications] Orii KE, Kato Z, Osamu F, Funato M, Kubodera U, Inoue R, Shimozawa N, Kondo N.: "changes of autonomic nervous system function in patients with breath-holding spells treated with iron"J Child Neurol.. 17(5). 337-340 (2002)
• [Publications] Suzuki K, Inoue R, Sakaguchi H, Aoki M, Kato Z, Kaneko H, Matsushita S, Kondo N.: "The correlation between ovomucoid-derived peptides, human leucocyte antigen class II molecules and T cell receptor-complementarity region 3 compositions in patients with egg-white allergy"Clin Exp Allergy. 32(8). 1223-1230 (2002)
• [Publications] Kato Z, Fukutomi O, Kondo N.: "Intrinsic factors for unbound theophylline"J Investig Allergol Clin Immunol.. 12(3). 217-219 (2002)
• [Publications] Kato Z, Saito K, Yamada M, Asano T, Kondo N.: "proton magnetic resonance spectroscopy in a case of subacute sclerosing panencephalitis"J Child Neurol.. 17(10). 788-790 (2002)
• [Publications] Shiroma N, Kanazawa N, Kato Z, Shimozawa N, Imamura A, Ito M, Ohtani K, Oka A, Wakabayashi K, Iai M, Sugai K, Sasaki M, Ohta T, Tsujino S.: "Molecular genetic study in Japanese patients with Alexander disease : a novel mutation, R79L"Brain Dev.. 25(2). 116-121 (2003)
• [Publications] Kato z, Watanabe M, Kondo N.: "IgG2, IgG4 and IgA deficiency possibly associated with carbamazepine treatment"Eur J Pediatr.. 162. 209-211 (2003)
• [Publications] Shikano H, Kato Z, Kaneko H, Watanabe M, Inoue R, Kasahara K, Takemura M, Kondo N: "IFN-gamma production in response to IL-18 or IL-12 stimulation by peripheral blood mononuclear cells of atopic patients"Clin Exp Allergy. 31. 1263-1270 (2001)