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The importance of post-translational modification of HLA to understand the immune balance of self-recognition system

Publicly Offered Research

Project AreaReevaluation of self recognition by immune system to decipher its physiological advantages and pathological risk
Project/Area Number 23H04764
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (III)
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

青木 重樹  千葉大学, 大学院薬学研究院, 講師 (30728366)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
KeywordsHLA / ヒト白血球抗原 / 糖鎖 / 小胞体ストレス / β2ミクログロブリン
Outline of Research at the Start

HLAは自己認識に重要な分子であり、T細胞にシグナルを入力するものと広く理解されている。しかし、その教科書的理解のみで免疫バランスの恒常性を捉えることには無理がある。我々はこれまでにHLA依存的な薬物毒性研究を行い、HLAの多型間で細胞内での成熟過程や表面への輸送機構が異なり、毒性リスクと関連する可能性を見出している。本研究では、HLAがもつ分子特性を中心に、自己の免疫バランス理解に努める。

Outline of Annual Research Achievements

HLAクラスⅠ分子は、β2ミクログロブリンとヘテロ二量体を形成して発現し、T細胞に抗原ペプチドを提示して免疫を制御するとされている。しかし、その古典的なHLA発現のみではないことをこれまでに見出している。特に、HLAへの修飾の一つである糖鎖に着目し、Endoglycosidase H(Endo H)で切断され得る未成熟な糖鎖発現の割合が、HLAとβ2ミクログロブリンとの結合割合の低さと相関する可能性を考えている。そこで、実際に、β2ミクログロブリンをノックアウトさせたところ、完全にEndo H感受性のHLAのみとして発現することが分かった。また、それは細胞表面上にも発現し得ることを見出し、通常の、小胞体-ゴルジ体を介した輸送とは違う経路で運ばれている可能性についても、輸送阻害剤を用いた検討から示唆している。さらに、糖鎖プロテオーム解析を行ったところ、それら未成熟な糖鎖は高マンノース型であることも確認できている。同解析から、さらにユニークな糖鎖発現についても見出しているが、その点は今後の研究により詳細を詰めていく予定である。
このような非典型的なHLA発現が免疫的・毒性的にどのような影響を及ぼすかは重要な課題である。そこで、免疫毒性に関係するHLA-B*57:01と薬物アバカビルの組み合わせに焦点を当てて研究を進めている。興味深いことに、古典的な小胞輸送の阻害剤を用いて細胞表面上のHLA-B*57:01発現をなくし、ほぼEndo H感受性のHLA発現のみにした際にもHLAとアバカビルは結合していることを見出し、このような非典型的なHLAが免疫的なリガンドとして機能している可能性を考えている。今後、それを認識し得るセンサーやリガンドとしての構造的特徴など、様々検討していく必要がある。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

HLA分子のユニークな翻訳後修飾や輸送について分子機序を明確に見出せつつあり、研究は順調に進んでいると判断できる。

Strategy for Future Research Activity

これまでに見出した知見をもとに、未成熟糖鎖型HLAの免疫的意義などの解明に努める。それが可能となるようなモデルマウスの作出および解析を進め、動物レベルでの意義解明も行いたい。また、このような非典型的HLAのリガンドとしての特徴を明らかにすべく、ペプチドーム解析や構造解析などを実施し、通常のフォームとの違いを探しつつ、免疫センサーの同定に向けても研究を展開したい。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] HLA-B*57:01-dependent intracellular stress in keratinocytes triggers dermal hypersensitivity reactions to abacavir2024

    • Author(s)
      Kazaoka Akira、Fujimori Sota、Yamada Yushiro、Shirayanagi Tomohiro、Gao Yuying、Kuwahara Saki、Sakamoto Naoki、Susukida Takeshi、Aoki Shigeki、Ito Kousei
    • Journal Title

      PNAS Nexus

      Volume: 3 Issue: 4 Pages: 140-140

    • DOI

      10.1093/pnasnexus/pgae140

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Pathological changes in various organs in HLA-B*57:01 transgenic mice with abacavir-induced skin eruption2024

    • Author(s)
      Kazaoka Akira、Kumagai Kazuyoshi、Matsushita Junya、Aida Tetsuo、Kuwahara Saki、Aoki Shigeki、Ito Kousei
    • Journal Title

      Toxicological Research

      Volume: 40 Issue: 2 Pages: 223-235

    • DOI

      10.1007/s43188-023-00220-1

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] アバカビル誘発性皮膚過敏症へのHLA多型依存的な小胞体ストレスの関与2023

    • Author(s)
      風岡顯良、藤森惣大、山田悠士郎、青木重樹、伊藤晃成
    • Organizer
      第30回 HAB研究機構学術年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] HLA-B*57:01導入マウスを用いた,アバカビルの再投与による過敏症症状の再現2023

    • Author(s)
      風岡顯良、青木重樹、伊藤晃成
    • Organizer
      第50回 日本毒性学会学術年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] The importance of HLA polymorphism-dependent endoplasmic reticulum stress in abacavir-induced hypersensitivity reactions2023

    • Author(s)
      Shigeki Aoki, Akira Kazaoka, Sota Fujimori, Yushiro Yamada, Kousei Ito
    • Organizer
      2023 ICCP/JSSX International Joint Meeting
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Utilization of HLA transgenic mice for evaluating cutaneous adverse drug reactions2023

    • Author(s)
      Shigeki Aoki
    • Organizer
      11th International Congress of Severe Cutaneous Adverse Reactions (iSCAR) 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] HLA遺伝子導入マウスを用いた特異体質薬物毒性研究2023

    • Author(s)
      青木重樹
    • Organizer
      第50回 日本毒性学会学術年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] HLAトランスジェニックマウスを活用した薬物毒性研究の現状と展望2023

    • Author(s)
      青木重樹
    • Organizer
      第30回 日本免疫毒性学会学術年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] HLAクラスⅠ分子ごとの細胞内局在および翻訳後修飾の違いの検討2023

    • Author(s)
      坂本尚輝、白柳智弘、梅澤啓太郎、風岡顯良、三浦ゆり、伊藤晃成、青木重樹
    • Organizer
      第46回 日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

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Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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