低分子化合物で探るマクロファージの炎症誘導性細胞死の機構

• Project Area: Homeostatic Regulation by Various Types of Cell Death
• Project/Area Number: 17H05511
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 武田 弘資 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 教授 (10313230)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2018: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2017: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: 細胞死 / 炎症 / 低分子化合物 / マクロファージ

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、低分子化合物をツールとしてマクロファージの炎症誘導性細胞死の制御機構の解明を目指した。初年度においては、当初から解析を進めてきた化合物WP1066に加え、炎症誘導性細胞死に対して強い抑制活性を示す別の化合物Xについても解析を進めた。WP1066についてはその標的として知られていたJAK-STAT3系とは異なる分子を標的としていることが明らかになったが、化合物Xについては、当初からその標的として知られていたプロテインキナーゼ（PKY）に対する阻害活性と炎症誘導性細胞死に対する抑制活性とが一致することが分かった。そこで、PMA処理でマクロファージ様細胞に分化させることができるヒト単球由来THP-1細胞をベースに、Crispr/Cas9システムを用いてPKY欠損細胞を構築した。その結果、マクロファージ様細胞に分化させたPKY欠損細胞では炎症誘導性細胞死が著しく低下していることが明らかとなった。その際、NLRP3インフラマソームの構成分子の発現には影響がなく、細胞内において同インフラマソームの構成分子の一つであるCaspase-1の活性化が低下していたことから、PKYはNLRP3インフラマソームの活性化の促進に働いていることが示唆された。以上の解析に加え、THP-1細胞を用いてGasdermin D依存的な炎症誘導性細胞死を高効率かつ再現性良く誘導する系を確立し、それに核酸染色試薬SYTOX Greenを組み合わせた新たな阻害化合物探索のためのハイスループットスクリーニング系を構築した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Cleaved PGAM5 is released from mitochondria depending on proteasome-mediated rupture of the outer mitochondrial membrane during mitophagy (2019)
  • Author(s): Yamaguchi Ayane、Ishikawa Hayate、Furuoka Mana、Yokozeki Masashi、Matsuda Noriyuki、Tanimura Susumu、Takeda Kohsuke
  • Journal Title: The Journal of Biochemistry Volume: 165 Issue: 1 Pages: 19-25
  • DOI: 10.1093/jb/mvy077
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] β-TrCP-dependent degradation of ASK1 suppresses the induction of the apoptotic response by oxidative stress (2018)
  • Author(s): Cheng Ran、Takeda Kohsuke、Naguro Isao、Hatta Tomohisa、Iemura Shun-ichiro、Natsume Tohru、Ichijo Hidenori、Hattori Kazuki
  • Journal Title: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects Volume: 1862 Issue: 10 Pages: 2271-2280
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2018.07.015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] WP1066 suppresses macrophage cell death induced by inflammasome agonists independently of its inhibitory effect on STAT3. (2017)
  • Author(s): Honda, S., Sadatomi, D., Yamamura, Y., Nakashioya, K., Tanimura, S. and Takeda, K.
  • Journal Title: Cancer Sci. Volume: 108 Issue: 3 Pages: 520-527
  • DOI: 10.1111/cas.13154
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Structures of PGAM5 provide insight into active site plasticity and multimeric assembly. (2017)
  • Author(s): Chaikuad, A., Filippakopoulos, P., Marcsisin, S. R., Picaud, S., Schroder, M., Sekine, S., Ichij, H., Engen, J. R., Takeda, K., Knapp, S.
  • Journal Title: Structure 25, 1089-1099 (2017) Volume: 25 Issue: 7 Pages: 1089-1099
  • DOI: 10.1016/j.str.2017.05.020
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] ASK1 facilitates tumor metastasis through phosphorylation of an ADP receptor P2Y12 in platelets. (2017)
  • Author(s): Kamiyama, M., Shirai, T., Tamura, S., Suzuki-Inoue, K., Ehata, S., Takahashi, K., Miyazono, K., Hayakawa, Y., Sato, T., Takeda, K., Naguro, I., Ichijo, H.
  • Journal Title: Cell Death and Differentiation Volume: 24 Issue: 12 Pages: 2066-2076
  • DOI: 10.1038/cdd.2017.114
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ERK signalling as a regulator of cell motility (Review article) (2017)
  • Author(s): Tanimura S, Takeda K.
  • Journal Title: J Biochem Volume: 162 Issue: 3 Pages: 145-154
  • DOI: 10.1093/jb/mvx048
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Exploration of pro-inflammatory death of macrophages using small compounds. (2018)
  • Author(s): Honda S, Hidaka A, Nishikawa M, Noda T, Takeda K
  • Organizer: Australia-Japan Meeting on Cell Death
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Myosin1Eの細胞質アンカータンパク質SH3P2は破骨細胞の分化を制御する． (2018)
  • Author(s): 中邨 翔太、増山 律子、酒井 康介、福田 香凜、武田 弘資、谷村 進
  • Organizer: 平成30年度 日本生化学会九州支部例会
• [Presentation] ミトコンドリア局在プロテインホスファターゼPGAM5による核タンパク質のリン酸化制御． (2018)
  • Author(s): 山口 文音、石川 颯、横関 雅史、堀川 幸一郎、柴田 健太郎、谷村 進、武田 弘資
  • Organizer: 第17回 次世代を担う若手ファーマ・バイオフォーラム
• [Presentation] ミトコンドリア局在プロテインホスファターゼPGAM5によるマイトファジーの制御． (2018)
  • Author(s): 石川 颯、山口 文音、横関 雅史、柴田 健太郎、堀川 幸一郎、谷村 進、武田 弘資
  • Organizer: 第91回 日本生化学会大会
• [Presentation] ミトコンドリアのストレス感知と細胞応答をつなぐ機構． (2018)
  • Author(s): 武田 弘資
  • Organizer: 第91回 日本生化学会大会
• [Presentation] 1型ミオシンmyosin 1Eと細胞膜変形タンパク質SNX9の相互作用を介した細胞運動制御． (2018)
  • Author(s): 谷村 進、武田 弘資
  • Organizer: 第77回 日本癌学会学術総会
• [Presentation] Mechanisms linking mitochondrial stress sensing to cellular response. (2018)
  • Author(s): Takeda K
  • Organizer: Workshop on Frontiers in Phosphatase Research and Drug Discovery (ICPP13)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] パイロトーシス抑制化合物の探索を目的としたハイスループットスクリーニング系の構築． (2018)
  • Author(s): 日高 葵、本田 詩乃、西川 恵、野田 拓磨、武田 弘資
  • Organizer: 第35回 日本薬学会九州支部大会
• [Presentation] 細胞運動阻害タンパク質SH3P2の新規結合分子の探索． (2018)
  • Author(s): 福田 香凜、酒井 康介、中邨 翔太、武田 弘資、谷村 進
  • Organizer: 第35回 日本薬学会九州支部大会
• [Presentation] P2X7を介した細胞外ATPシグナルによるミトコンドリア内カルシウムの制御． (2018)
  • Author(s): 亀山 由佳、蛯原 燦雄、横関 雅史、野田 拓磨、谷村 進、武田 弘資
  • Organizer: 第18回 日本ミトコンドリア学会年会
• [Presentation] トコンドリア局在プロテインホスファターゼPGAM5による核タンパク質のリン酸化の制御． (2018)
  • Author(s): 山口 文音、石川 颯、横関 雅史、堀川 幸一郎、柴田 健太郎、谷村 進、武田 弘資
  • Organizer: 第18回 日本ミトコンドリア学会年会
• [Presentation] マクロファージの炎症誘導性細胞死を抑制する低分子化合物の同定とその抑制機構の解析 (2018)
  • Author(s): 本田 詩乃、武田 弘資
  • Organizer: 酸素生物学・ダイイングコード合同若手会議
• [Presentation] 低分子化合物で探るマクロファージの炎症誘導性細胞死の機構 (2018)
  • Author(s): 本田 詩乃、日高 葵、西川 恵、武田 弘資
  • Organizer: 日本薬学会 第138年会
• [Presentation] 谷村 進、中邨 翔太、田川 克希、酒井 康介、福田 香凜、堤 健、武田 弘資 (2018)
  • Author(s): 本田 詩乃、日高 葵、西川 恵、武田 弘資
  • Organizer: 日本薬学会 第138年会
• [Presentation] NLRP3インフラマソーム活性化にともなうマクロファージの細胞死を抑制する低分子化合物の同定とその抑制機構の解析 (2017)
  • Author(s): 本田 詩乃、日高 葵、中塩屋 和孝、武田 弘資
  • Organizer: 平成29年度 日本生化学会九州支部例会
• [Presentation] ミトコンドリアのストレス感知機構と細胞応答 (2017)
  • Author(s): 武田 弘資
  • Organizer: 第160回日本獣医学会学術集会 日本比較薬理学・毒性学会シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] Myosin 1Eの細胞質アンカータンパク質SH3P2による破骨細胞の分化制御 (2017)
  • Author(s): 中邨 翔太、増山 律子、酒井 康介、貞富 大地、武田 弘資、谷村 進
  • Organizer: ConBio2017（生命科学系学会合同年次大会）
• [Presentation] NLRP3インフラマソーム活性化におけるミトコンドリアによるCa2+調節の役割 (2017)
  • Author(s): 中塩屋 和孝、亀山 由佳、蛯原 燦雄、貞富 大地、谷村 進、武田 弘資
  • Organizer: ConBio2017（生命科学系学会合同年次大会）
• [Presentation] 1型ミオシンmyosin 1Eと細胞膜変形タンパク質SNX9による細胞運動制御 (2017)
  • Author(s): 谷村 進、田川 克希、有近 直也、山中 智絵、福田 香凛、武田 弘資
  • Organizer: ConBio2017（生命科学系学会合同年次大会）
• [Presentation] 切断型PGAM5による選択的pre-mRNAスプライシングの制御 (2017)
  • Author(s): 横関 雅史、山口 文音、石川 颯、堀川 幸一郎、谷村 進、武田 弘資
  • Organizer: ConBio2017（生命科学系学会合同年次大会）
• [Presentation] 3T3-L1細胞のTNF-alpha応答におけるNLRP3の役割 (2017)
  • Author(s): 古岡 真菜、尾崎 惠一、谷村 進、武田 弘資
  • Organizer: ConBio2017（生命科学系学会合同年次大会）
• [Remarks] 長崎大学大学院医歯薬学総合研究科 細胞制御学分野
  • URL: http://www.ph.nagasaki-u.ac.jp/lab/cell/index-j.html