マクロファージ上のＴｏｌｌ様受容体４の機能にコアフコースが与える影響

• Project/Area Number: 24790331
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Pathological medical chemistry
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 小林 聡 独立行政法人理化学研究所, 疾患糖鎖研究チーム, 特別研究員 (60611712)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2014: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2013: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2012: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: core fucose / Toll-like receptor / Core fucose

Research Abstract

糖鎖はウイルスや細菌による感染における細胞との認識で重要な役割を果たす. 本研究は感染で重要な、自然免疫におけるToll様受容体(TLRs)へのコアフコース糖鎖付加による機能調節の分子機構の解明を目的とする. 申請者の所属研究チームでは、N型糖鎖にコアフコースを付加するフコース転移酵素(Fut8)の欠損マウスが肺気腫様の病態を示すことを明らかにしている. 肺気腫の形成には喫煙に加え、感染が重要で、マクロファージの機能不全の関与が知られており、肺気腫となるFut8欠損マウスの免疫細胞に機能異常が生じると仮説を立て、実験を行った. その結果、マクロファージに発現するTLR4へのコアフコース付加の減少により、その機能低下を引き起こすことを見出した. そこで本研究では、TLR4へのコアフコース付加による機能制御の機構の解明を目指す.
本研究において、コアフコース付加の減少によるTLR4とそのリガンドのグラム陰性細菌の構成成分であるリポ多糖(LPS)に対する反応性の低下のメカニズムをさらに評価するために、TLR4の下流のシグナル伝達経路であるMyD88依存/非依存経路の両方のシグナル分子の活性化の確認を行った. その結果、MyD88依存/非依存経路ともに下流のシグナル分子の活性化が抑制されていた. この結果から、コアフコース付加の減少によりTLR4とLPSとの結合が障害されていることが疑われたため、蛍光標識されたLPSを用いてその結合について評価を試みたが、蛍光強度の問題等で確認できなかった. 本年度には、コアフコース付加の減少によるTLR4の細胞表面への局在への影響を確認するために、蛍光標識されたTLR4発現するコアフコース欠損細胞を、レトロウィルスを用いた遺伝子導入により確立した.

Research Products

• [Journal Article] α1,6-Fucosyltransferase (Fut8) is implicated in vulnerability to elastase-induced emphysema in mice and a possible non-invasive predictive marker for disease progression and exacerbations in chronic obstructive pulmonary disease (COPD). (2012)
  • Author(s): Kamio K, Yoshida T, Gao C, Ishii T, Ota F, Motegi T, Kobayashi S, Fujinawa R, Ohtsubo K, Kitazume S, Angata T, Azuma A, Gemma A, Nishimura M, Betsuyaku T, Kida K, Taniguchi N.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 424(1) Issue: 1 Pages: 112-117
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.06.081
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sensitivity of Heterozygous α1,6-Fucosyltransferase Knock-out Mice to Cigarette Smoke-induced Emphysema: IMPLICATION OF ABERRANT TRANSFORMING GROWTH FACTOR-β; SIGNALING AND MATRIX METALLOPROTEINASE GENE EXPRESSION. (2012)
  • Author(s): Gao C, Maeno T, Ota F, Ueno M, Korekane H, Takamatsu S, Shirato K, Matsumoto A, Kobayashi S, Yoshida K, Kitazume S, Ohtsubo K, Betsuyaku T, Taniguchi N
  • Journal Title: J. Biol. Chem. Volume: 287(20) Issue: 20 Pages: 16699-16708
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.315333
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Therapeutic effects of glycosaminoglycans on elastase-induced emphysema in mice (2013)
  • Author(s): Satoshi Kobayashi, Reiko Fujinawa, Shiho Kobayashi, Congxiao Gao, Fumi Ota, Shinobu Kitazume, Takashi Angata, Keiichi Yoshida, Takayuki Yoshida, Tomoko Betsuyaku, and Naoyuki Taniguchi
  • Organizer: GLYCO22
  • Place of Presentation: 大連、中国
• [Presentation] Therapeutic effects of glycosaminoglycans on elastase-induced emphysema in mice. (2012)
  • Author(s): 2. Kobayashi. S., Fujinawa. R., Kobayashi. S., Gao. C., Ota. F., Kitazume. S., Angata. T., Yoshida. K., Yoshida. T., Betsuyaku. T., and Taniguchi. N.
  • Organizer: 8th International Symposium on Glycosyltransferases (GlycoT 2012)
  • Place of Presentation: Hannover, Germany