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The role of noncanonical inflammasome in cytokine storms by fungi and viruses

Research Project

Project/Area Number 21K10233
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 57080:Social dentistry-related
Research InstitutionOhu University

Principal Investigator

Tamai Riyoko  奥羽大学, 歯学部, 教授 (90367566)

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: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywordscaspase-11 / 非古典的インフラマソーム / Sタンパク / ウイルス / 真菌 / Toll-like receptor / Caspase-11 / SARS-CoV-2 / 口腔カンジダ症 / Candida albicans / サイトカインストーム / ASC / インフラマソーム / TLR3 / TLR7 / ザイモザン
Outline of Research at the Start

非古典的インフラマソームで重要な役割を担うカスパーゼ11(caspase-11)の役割について、以下のように全く異なる報告がある。
(1)内毒素の受容体である caspase-11 が欠損したマウスは、生存率が高くなる。(2)Caspase-11 欠損マウスは、外来性のグラム陰性菌またはアスペルギルスに対する抵抗性が著しく低下するので、生体防御に不可欠である。
本研究では、①ウイルス感染症と口腔カンジダ症などの内因感染症における caspase-11 の役割を明らかにして、② caspase-11 の発現を増強または抑制する薬剤の、易感染性宿主における有用性を検討する。

Outline of Final Research Achievements

Inflammasomes are multiprotein complexes that mediate inflammatory responses and cell death in response to various stimuli. The non-classical inflammasomes, such as the pyrin inflammasome and the caspase-11 inflammasome, have been implicated in host defense against pathogens. However, the role of these inflammasomes in innate immune signaling is not fully understood.
In this study, we investigated the role of caspase-11 and the effects of alendronate (ALN), a widely used nitrogen-containing bisphosphonate and pyrin inflammasome activator, on pattern recognition receptors-mediated signaling pathway. We found that pathogens-associated molecular patterns and ALN augmented proinflammatory cytokine production and MyD88 expression in RAW-ASC cells, which expresses both pyrin and ASC, and even caspase-11-deficient RAW-ASC cells.
These results suggest that that while non-classical inflammasomes play an important role in biological defense, they are not necessarily essential.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、非古典的インフラマソームと病原体関連分子パターン受容体の相互作用について検討したが、カスパーゼ11欠損細胞でも、野生株と同様の反応がみられることが多かった。また、カスパーゼ11発現を増強する薬剤である窒素含有ビスフォスフォネートは、COVID-19を増悪させる可能性が考えられたが、実際は同薬剤を使用している人の方が、新型コロナウイルス感染症の経過が良好であるという報告が出た。上記の結果は、非古典的インフラマソームと病原体関連分子パターン受容体が媒介するシグナル伝達の複雑な調節機構や、新型コロナウイルス感染症の発症や重症化に関与する因子の解明に貢献する可能性がある。

Report

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

    (16 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Synergistic effect of Toll-like receptor 2 ligands and alendronate on proinflammatory cytokine production in mouse macrophage-like RAW-ASC cells is accompanied by upregulation of MyD88 expression2024

    • Author(s)
      Akaho Reiko、Kiyoura Yusuke、Tamai Riyoko
    • Journal Title

      Journal of Oral Biosciences

      Volume: 66 Issue: 2 Pages: 412-419

    • DOI

      10.1016/j.job.2024.04.003

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Alendronate augments lipid A-induced IL-1β release by ASC-deficient RAW264 cells via AP-1 activation2023

    • Author(s)
      Watanabe Noriyuki、Tamai Riyoko、Kiyoura Yusuke
    • Journal Title

      Experimental and Therapeutic Medicine

      Volume: 26 Issue: 6 Pages: 577-577

    • DOI

      10.3892/etm.2023.12276

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 全身性の Candida albicans 感染に対する宿主の免疫応答2023

    • Author(s)
      井ノ上靖尊、玉井利代子、清浦有祐
    • Journal Title

      奥羽大学歯学誌

      Volume: 50 Pages: 9-18

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Non-albicans Candida spp. 感染における宿主の炎症性サイトカインの産生動態2023

    • Author(s)
      中野尊覚、玉井利代子、清浦有祐
    • Journal Title

      奥羽大学歯学誌

      Volume: 50 Pages: 19-28

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] マウスカンジダ症モデルを用いた Candida glabrata の病原性の解析2023

    • Author(s)
      伊波良将、玉井利代子、清浦有祐
    • Journal Title

      奥羽大学歯学誌

      Volume: 50 Pages: 29-37

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 二本鎖 RNA が誘導する炎症性サイトカインと IFN-β 産生における dectin-1 リガンドのプライミング効果と caspase-11 の役割2023

    • Author(s)
      玉井利代子、清浦有祐
    • Organizer
      第65回歯科基礎医学会学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Priming effects of dectin-1 ligands on poly(I:C)-induced production of proinflammatory cytokines and interferon (IFN)-β2023

    • Author(s)
      玉井利代子、清浦有祐
    • Organizer
      第71回国際歯科研究学会日本部会(JADR)総会・学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Pretreatment with zymosan modulates double-stranded RNA or Toll-like receptor 7 ligand-induced production of proinflammatory cytokines and interferon-β2022

    • Author(s)
      Riyoko Tamai, Yusuke Kiyoura
    • Organizer
      International Union of Microbiological Societies 2022 Congress
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Candida tropicalis 感染に対する宿主の免疫応答2022

    • Author(s)
      杉本一野, 玉井利代子, 清浦有祐
    • Organizer
      第72回奥羽大学歯学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Candida glabrata の免疫不全宿主に対する病原性2022

    • Author(s)
      福島和美, 玉井利代子, 清浦有祐
    • Organizer
      第72回奥羽大学歯学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 二本鎖RNAが誘導する炎症性サイトカインとIFN-β産生における酵母細胞壁抽出物のプライミング効果2022

    • Author(s)
      玉井利代子、清浦有祐
    • Organizer
      第95回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] イミキモドが誘導する炎症性サイトカインおよびインターフェロンβ (IFN-β) 産生におけるザイモザンのプライミング効果2021

    • Author(s)
      玉井利代子、清浦有祐
    • Organizer
      第63回歯科基礎医学会学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Alendronate augments lipid A-induced release of IL-1α and IL-1β via activation of ASC but not caspase-112021

    • Author(s)
      Riyoko Tamai, Yusuke Kiyoura
    • Organizer
      16th Meeting of the International Endotoxin and Innate Immunity Society, 26th Japanese Endotoxin and Innate Immunity Society
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 全身性のカンジダ症における宿主の免疫応答2021

    • Author(s)
      井ノ上靖尊、玉井利代子、清浦有祐
    • Organizer
      第70回奥羽大学歯学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Non-albicans Candida spp. 感染における宿主の炎症性サイトカインの産生動態2021

    • Author(s)
      中野貴覚、玉井利代子、清浦有祐
    • Organizer
      第70回奥羽大学歯学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] マウスカンジダ症モデルを用いた Candida glabrata の病原性の解析2021

    • Author(s)
      伊波良将、玉井利代子、清浦有祐
    • Organizer
      第70回奥羽大学歯学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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

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