Generation and immune recognition of the novel antigen repertoire, lipopeptides

• Project Area: Creation, function and structure of neo-self
• Project/Area Number: 17H05791
• 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: Kyoto University
• Principal Investigator: 杉田 昌彦 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 教授 (80333532)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000); Fiscal Year 2018: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2017: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
• Keywords: 抗原提示 / MHC / リポペプチド / 脂質免疫 / 免疫学

Outline of Annual Research Achievements

細胞内で生成されるリポペプチド抗原レパートリーの全体像を把握し、リポペプチドがT細胞へと提示される細胞内機構の解明に向けた研究を展開した。前年度、リポペプチド抗原提示分子として同定済みのアカゲザルMHCクラス1アリル（Mamu-B*098）について、その細胞外領域をIgG-Fcドメインと融合した可溶性リコンビナントタンパク質を哺乳動物細胞に発現させ、内因性リガンドの生化学解析を行った。その結果、種々のリン脂質群を検出した。今年度、第二のリポペプチド提示アカゲザルMHCクラス1アリル（Mamu-B*05104）がサルエイズウイルスNefタンパク質に由来する4-merリポペプチドをT細胞に提示することを実証し、その結晶構造とT細胞認識機構の解明に成功した（J Immunol 誌に発表）。さらにMamu-B*098と同様、内因性リン脂質群を結合することを実証した。またこれらの分子群の細胞表面発現はペプチドトランスポーターに依存しないことが判明した。したがって、リポペプチド提示MHCクラス1分子の恒常的発現は、旧来のペプチド提示MHCクラス1分子とは異なる細胞内機構により制御されている可能性が高まった。そこでHLA-B27-IRES-CD8およびMamu-B*05104-IRES-CD8を安定発現したK562細胞株をそれぞれ作出し、これにCRISPR/Cas9ノックアウトライブラリーを導入して、MHCクラス1発現変異株の樹立と解析を進めた。まずHLA-B27欠損CD8陽性細胞株の遺伝子解析の結果、ベータ2ミクログロブリン遺伝子変異に加え、TAPペプチドトランスポーター変異やTAP結合タンパク質（Tapasin）の変異を認めたことから、実験系は機能していると判断できた。その上でMamu-B*05104欠損CD8陽性細胞株の樹立を完了し、変異遺伝子の解析を実施する段階に達した。

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] Identification and Structure of an MHC Class I-Encoded Protein with the Potential to Present N-Myristoylated 4-mer Peptides to T Cells (2019)
  • Author(s): Yamamoto Y, Morita D, Shima Y, Midorikawa A, Mizutani T, Suzuki J, Mori N, Shiina T, Inoko H, Tanaka Y, Mikami B, Sugita M.
  • Journal Title: Journal of Immunology Volume: 202 Issue: 12 Pages: 3349-3358
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1900087
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 霊長類研究から見えてきた、非ペプチド抗原を標的とする新しい獲得免疫機構 (2018)
  • Author(s): 森田大輔、嶋燿子、杉田昌彦
  • Organizer: 第29回日本生体防御学会学術総会
  • Invited
• [Presentation] リポペプチドを提示するMHC class 1 分子の内因性リガンドの同定 (2018)
  • Author(s): 嶋燿子、森田大輔、杉田昌彦
  • Organizer: 第29回日本生体防御学会学術集会
• [Presentation] Lipopeptides and phospholipids comprise a novel antigen repertoire presented by classical MHC class I molecules. (2017)
  • Author(s): Shima, Y., Morita, D., and Sugita, M.
  • Organizer: 12th International Symposium of the Institute Network
• [Remarks] 京大ウイルス研・杉田研究室
  • URL: https://www.infront.kyoto-u.ac.jp/ex_ivr/Lab/SugitaLab.html
• [Remarks] 杉田研究室
  • URL: http://www.infront.kyoto-u.ac.jp/ex_ivr/Lab/SugitaLab.html