IL-10の作用機序解析を通じた慢性炎症性腸疾患の発症機構の解明

• Project/Area Number: 15689009
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Immunology
• Research Institution: Kyushu University (2004); Osaka University (2003)
• Principal Investigator: 竹田 潔 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (20309446)
• Project Period (FY): 2003 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥19,630,000 (Direct Cost: ¥15,100,000、Indirect Cost: ¥4,530,000); Fiscal Year 2004: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000); Fiscal Year 2003: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000)
• Keywords: IL-10 / STAT3 / 慢性大腸炎 / ノックアウトマウス / 自然免疫 / マクロファージ / 慢性腸炎 / サイトカイン

Research Abstract

これまでにSTAT3をマクロファージで特異的に欠失させたマウスを作製し、STAT3がマクロファージでのIL-10シグナルに必須であり、マクロファージの機能抑制、さらには生体レベルで慢性炎症の抑制に必須であることを明らかにした。そして、病原体構成成分を認識するToll-like receptor(TLR)ファミリーが、STAT3非存在下でマクロファージの異常活性化による慢性腸炎の発症のトリガーとなることを、TLR4/STAT3二重変異マウスの解析により明らかにした。さらに、IL-10刺激によりマクロファージで誘導されるBcl-3が、TLR刺激依存性のTNF-α産生を特異的に抑制していることを明らかにした。今年度は、大腸粘膜固有層に存在するマクロファージの機能を解析した。その結果、正常マウスの大腸粘膜固有層マクロファージは、TLR刺激依存性の炎症性サイトカインの産生が認められないが、慢性腸炎を発症するIL-10ノックアウトマウスやSTAT3変異マウス由来の細胞はTLR刺激依存性に炎症性サイトカインを産生した。そこで正常マウスとIL-10ノックアウトマウスの大腸粘膜固有層マクロファージ間でTLR応答性が異なる分子機構を解析するため、両者間で遺伝子発現の差をDNAマイクロアレイで解析した。その結果、Bcl-3と同じIκBファミリーに属するIκBNSがBc1-3とともに正常大腸粘膜固有層マクロファージに特異的に発現していることを見出した。IκBNSをマクロファージに発現させると、LPS刺激依存性のIL-6産生が特異的に減少していた。さらにIκBNSを発現した細胞では、NF-κBのDNA結合能に障害が認められた。さらに、IκBNSはIL-6プロモーターにp50NF-κBサブユニットと共に恒常的に会合していることがクロマチン免疫沈降法の解析から明らかになった。さらに、RNAiによるIκBNSのノックダウンマクロファージでは、LPS刺激依存性のIL-6産生が特異的に増加していた。以上の結果から、正常大腸粘膜固有層マクロファージに恒常的に発現しているIκBNSがマクロファージ系細胞において、IL-6産生の抑制に特異的に関与していることが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] The nuclear IkB protein IkBNS selectively inhibits LPS-induced IL-6 production in macrophages of the colonic lamina propria (2005)
  • Author(s): Hirotani, T. et al.
  • Journal Title: J.Immunol (In press)
• [Journal Article] Toll-like receptors in innate immunity (2005)
  • Author(s): Takeda, K., Akira, S.
  • Journal Title: Int.Immunol 17 Pages: 1-14
  • NAID: 10014258257
• [Journal Article] Regulation of Toll/IL-1 receptor-mediated gene expression by the inducible clear protein IkBz. (2004)
  • Author(s): Yamamoto, M. et al.
  • Journal Title: Nature 430 Pages: 218-222
• [Journal Article] The roles of two IkB kinase-related kinases in lipopolysaccharide and double stranded RNA signaling and viral infection (2004)
  • Author(s): Hemmi, H. et al.
  • Journal Title: J.Exp.Med. 199 Pages: 1641-1650
• [Journal Article] Toll-like receptor signaling (2004)
  • Author(s): Akira, S., Takeda, K.
  • Journal Title: Nature Rev.Immunol. 4 Pages: 499-511
• [Journal Article] TLR signaling pathway (2004)
  • Author(s): Takeda, K., Akira, S.
  • Journal Title: Seminar Immunol. 16 Pages: 3-9
• [Publications] Kobayashi, M., et al.: "Toll-like receptor-dependent IL-12p40 production causes chronic enterocolitis in myeloid cell-specific Stat3-deficient mice."J.Clin.Invest.. 111. 1297-1308 (2003)
• [Publications] Yamamoto, M., et al.: "Role of adaptor TRIF in the MyD88-independent Toll-like receptor signaling pathway."Science. 301. 640-643 (2003)
• [Publications] Yamamoto, M., et al.: "TRAM is specifically involved in the TLR4-mediated MyD88-independent signaling pathway."Nat.Immunol.. 4. 1144-1150 (2003)
• [Publications] Kuwata, H., et al.: "IL-10-inducible Bcl-3 negatively regulates LPS-induced TNF-α production in macrophages."Blood. 102. 4123-4129 (2003)
• [Publications] Matsukawa, A., et al.: "Aberrant inflammation and lethality to septic peritonitis in mice lacking Stat3 in macrophages and neutrophils."J.Immunol.. 171. 6198-6205 (2003)
• [Publications] Hokuto, I.et al.: "Stat-3 is required for pulmonary homeostasis during hyperoxia."J.Clin.Invest.. 113. 28-37 (2003)