ウイルス感染細胞集団における限定的IFN産生のメカニズムと意義の解明

• Project/Area Number: 22K07128
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 49070:Immunology-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 山内 肇 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 博士研究員 (50541273)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 免疫学 / ウイルス / インターフェロン / シグナル伝達

Outline of Research at the Start

ウイルス感染早期に感染細胞から産生されるI型IFNは、自身や周囲の細胞の細胞膜受容体を介して下流にシグナルを伝達してウイルス複製を阻害する中心的役割を担う。このI型IFNは適切なタイミングで適切な量だけ産生されることが重要であると考えられるが、この調節機構については多くが不明である。
これまでの研究において、感染模倣刺激下でもI型IFNを産生しない細胞が存在し、この細胞ではDkkファミリーが高発現してI型IFN産生を抑制することを見出した。そこで本研究ではDkkファミリーによるI型IFN産生抑制機構の分子的詳細と作用機序を明らかにし、感染細胞集団における限定的I型IFN産生の意義の解明を行う。

Outline of Annual Research Achievements

私達はウイルス感染模倣刺激時下でI型IFN産生細胞だけでなくI型IFNを産生しない細胞が存在し、この非産生細胞ではDkkファミリーが高発現することを見出した。そこで私達はDkkファミリーによるI型IFN産生抑制機構の分子的詳細と作用機序を明らかにすることを目的に本研究を実施した。
まずDkkによるI型IFN産生抑制に関与する下流シグナル経路の探索を実施した。DkkはWntシグナル経路のアンタゴニストとして知られていることから、Wntシグナル阻害剤および活性化剤の適用によってI型IFN発現に影響があるかどうか調べたところ、DkkがWntシグナル経路を介してI型IFN発現を制御するという仮説とは異なる結果が得られ、Dkkが他の経路を介する可能性が示唆された。近年の研究でDkkはWnt受容体とは別の受容体に結合しシグナルを伝達することが明らかになっている。そこでこの受容体に対するsiRNAの導入、およびDkkの受容体結合部位を欠如した変異体を構築し解析したが、I型IFN産生に影響は見られなかった。現在はDkkと結合する因子を見つけることで新規経路の探索を検討している。
このような下流シグナル経路探索に加えて、I型 IFN発現細胞および非発現細胞を決定する最上流における遺伝子制御機構の解明を目指すため、「先進ゲノム支援」のご支援のもとシングルセルRNAseqによって遺伝子発現プロファイルの解析を実施している。
また、これまでウイルス感染模倣刺激によってI型IFN産生調節効果を検討してきたが、実際のウイルスをDKK欠損細胞に感染させることでもI型IFN産生量は増加しウイルス力価が低下することを見出した。今後はDKK欠損マウス個体を用いてウイルス抵抗性の影響を検討する。
本研究代表者の機関転出に伴い中途終了を申請することになった。今後の解析は異動前の研究室において続けられる予定である。