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Elucidation of the mechanism that changes the energy production field of neutrophils during infection

Research Project

Project/Area Number 21K08487
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 54030:Infectious disease medicine-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Mazaki Yuichi  北海道大学, 医学研究院, 講師 (60311304)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords好中球 / ミトコンドリア / MFN2 / LRRK2
Outline of Research at the Start

好中球は、感染初期に働く重要な免疫細胞の一つである。好中球は、通常、活性酸素種の産生を抑えるために、解糖系を用いてATPを産生している。しかし、体内に病原体が侵入すると、ミトコンドリアを使ってATPを産生するようになる。申請者は、この過程に、ミトコンドリア融合関連タンパク質MFN2が関わっていることをこれまでに報告している。本研究では、さらに発展させ、感染に伴って起こる好中球のエネルギー産生の場の変更機構を明らかにすることを目的とする。本研究によって得られた知見は、先天性の易感染患者にみられる病因遺伝子の発見、好中球の過剰な活性化による細胞傷害の抑制の研究にも貢献できるうると考えられる。

Outline of Final Research Achievements

Neutrophils are immune cells that make up more than half of human white blood cells, and play a role in eliminating pathogens that invade the body. Normally, neutrophils use glycolysis to generate ATP, which is energy, in order to suppress the generation of active oxygen. On the other hand, when a pathogen invades the body, a large amount of energy is required, so ATP is generated using mitochondria. In this study, we found that LRRK2, mitochondrial fusion related proteins, are important for this transfer process. Furthermore, we showed that knockout or knockdown of LRRK2 reduced mitochondrial function in neutrophils and neutrophil-like cells and induced weakening of the defensive ability of neutrophils against pathogens.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

好中球は、体内へ侵入してきた病原体を体内から取り除くという重要な役割を持っている。しかし、過剰に働けば、我々の体にダメージを与え、死をもたらすことも免疫細胞である。この過剰な働きを抑える薬としては、現在、副腎皮質ステロイド薬が最も使用されているが、副腎皮質ステロイド薬は、副作用も多い薬である。今回の研究によって、好中球の活性化にLRRK2が重要な役割を果たしていることが明らかになった。この研究を足掛かりに、好中球に特異的に効く副作用の少ない薬が開発されることが期待される。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Mechanism of cytotoxicity induced by the cigarette smoke extract (CSE) of heated tobacco products in vascular smooth muscle cells: A comparative study of the cytotoxic effects of CSE and the ferroptosis inducer, erastin2024

    • Author(s)
      Horinouchi Takahiro、Mazaki Yuichi、Miwa Soichi
    • Journal Title

      Journal of Pharmacological Sciences

      Volume: 154 Issue: 2 Pages: 86-96

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2023.12.010

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] LRRK2 is involved in the chemotaxis of neutrophils and differentiated HL-60 cells, and the inhibition of LRRK2 kinase activity increases fMLP-induced chemotactic activity2023

    • Author(s)
      Mazaki Yuichi、Handa Haruka、Fumoto Yoshizuki、Horinouchi Takahiro、Onodera Yasuhito
    • Journal Title

      Cell Communication and Signaling

      Volume: 21 Issue: 1 Pages: 300-300

    • DOI

      10.1186/s12964-023-01305-y

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] fMLP刺激による好中球のケモタキシスにおけるLRRK2の役割2023

    • Author(s)
      真崎雄一、半田悠、麓佳月
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] LRRK2は好中球の走化性に関与しており、LRRK2のキナーゼ阻害剤MLi-2は走化性活性の増加を引き起こす2023

    • Author(s)
      真崎雄一、半田悠、麓佳月
    • Organizer
      第97回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 好中球様細胞に分化させたHL-60細胞のケモタキシスにおけるミトコンドリア関連タンパク質の役割2022

    • Author(s)
      真崎雄一、東恒仁、小野寺康仁
    • Organizer
      第60回 日本生物物理学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 好中球様細胞に分化させたHL-60細胞のケモタキシスにおけるMFN2及びMFN2結合タンパク質の役割2022

    • Author(s)
      真崎雄一、東恒仁、小林純子、小野寺康仁
    • Organizer
      第96回 日本薬理学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] メラノーマ細胞においてAnnexin A2のリン酸化はエンドセリン-1刺激によるAKTの活性化に関与する2022

    • Author(s)
      真崎雄一、東恒仁、堀之内孝広、三輪聡一
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] エンドセリン-1によるERKの活性化におけるAnnexin A2の役割2021

    • Author(s)
      真崎雄一、東恒仁、堀之内孝広、三輪聡一
    • Organizer
      日本分子生物学会年会第43回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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